Ciel

Un ciel nuageux

Le ciel est ce qu'on voit sur Terre en regardant vers le haut.

Le ciel est composé d'air. Au-delà du ciel, il y a l'espace.

Durant la journée, le ciel est bleu (ou blanc/gris s'il contient des nuages) car il est éclairé par le Soleil. La nuit, comme le Soleil a disparu derrière l'horizon, le ciel devient noir. Le ciel est parfois nommé le firmament ou l'azur.

Observation du ciel

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Pourquoi le ciel est-il bleu ?

En regardant le ciel, on voit qu'il est bleu. Pourquoi[1] ?

Depuis la Terre, ce que l'on voit du ciel, c'est l'atmosphère terrestre. Elle est composée de diverses molécules, comme le diazote, l'oxygène, l'eau (sous forme de vapeur), le dioxyde de carbone (aussi appelé « gaz carbonique »), l'ozone...

En optique (une discipline de la physique), on dit d'un milieu qu'il est diffusant si ses composants (molécules, atomes) renvoient dans toutes les directions la lumière que reçoit le matériau. Par exemple, dans une pièce noire, si l'on éclaire une plaque de verre avec une lampe, on verra le verre illuminé même là où la lampe n'envoie pas directement de lumière. En fait, comme le verre est un milieu diffusant, chacune de ses molécules a renvoyé un petit peu de lumière dans toutes les directions. Comme la plaque contient beaucoup de molécules, beaucoup de lumière est renvoyée, suffisamment pour être observable par l'œil.

L'atmosphère est aussi un milieu diffusant. Elle l'est moins que le verre, en partie car on compte moins de molécules par unité de volume (les molécules d'un gaz, comme l'air, sont bien plus espacées entre elles que celles d'un solide).

Cependant, l'atmosphère est bien plus épaisse (environ 100 kilomètres !) que notre plaque de verre. La lumière du Soleil rencontre donc beaucoup de molécules et, par conséquent, est suffisamment diffusée pour que l'effet soit perceptible. De plus, les molécules qui composent l'air diffusent davantage la lumière dont la longueur d'onde est courte : le violet, le bleu. C'est pourquoi on observe, globalement, deux cas dans notre ciel :

On pense souvent la chose suivante : « Les rayons du soleil sont blancs, c'est-à-dire un mélange de toutes les couleurs de l'arc en ciel, mais en arrivant dans l'atmosphère de la Terre, seules les couleurs rouge, jaune, orange passent : le bleu reste immobilisé dans le ciel. Au crépuscule, le ciel est rouge à l'horizon du côté soleil, car les couleurs rouge, jaune, orange passent au ras du sol. » mais c'est faux.

  1. Pourquoi le ciel est bleu ?
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