Pourquoi le ciel est-il bleu ?

Lorsqu'il fait beau, le ciel est bleu. Mais pourquoi donc ? Il existe trois hypothèses : 

1 - Parce que la lumière du Soleil est filtrée par l’atmosphère, qui "garde" les rayons bleus.
2 - C’est le noir de l’espace qui, éclairé par le Soleil, nous apparaît bleu
3 - En fait, le ciel est blanc, mais ce sont nos yeux qui nous le font voir bleu

La bonne réponse est la réponse 1. C’est en effet parce que la lumière du Soleil est filtrée par l’atmosphère, qui "garde" les rayons bleus. En traversant l’atmosphère, les rayons solaires sont non seulement débarrassés d’une partie des ultraviolets, mais aussi des rayons de couleur bleue. Ceux-ci, au lieu de venir directement frapper le sol (et notre rétine, qui enregistre l’image du disque solaire), se perdent dans l’atmosphère terrestre, lui donnant sa couleur bleutée. On appelle cela la diffusion de Rayleigh, en hommage à Robert John Rayleigh, physicien anglais à l’origine de cette découverte.

Mais alors, que se passe-t-il quand le ciel est rose le matin par exemple ou orange, le soir ? Parce que les rayons du soleil, arrivant à l’horizontale le matin ou le soir, traversent une épaisseur d’atmosphère beaucoup plus importante que pendant la journée. Conséquence, ce ne sont pas seulement les rayons bleus qui se dispersent, mais aussi les rayons jaunes et rouges, donnant cette teinte au ciel.

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Et pourquoi le ciel est gris alors tout simplement ? À cause de la vapeur d’eau. Là, tous les rayons du soleil sont captés par la vapeur d’eau, et ce qui reste nous arrive gris, comme s’ils avaient traversé de la bouillie. À l’inverse, de beaux nuages blancs sont gorgés de rayons de soleil, qu’ils nous rendent parfaitement purs.