Ciel

« Ciel » expliqué aux enfants par Vikidia, l’encyclopédie junior
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Un ciel nuageux

Le ciel est ce qu'on voit sur Terre en sortant d'une maison et 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.

Pourquoi le ciel est-il bleu ?[modifier]

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

  • Attention ! On pense souvent, mais c'est faux, 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. »

  • La réponse correcte à la question est celle-ci :

Depuis la Terre, ce que l'on voit du ciel, c'est l'atmosphère terrestre. Elle est composée de diverses molécules, comme l'ozone, le dioxyde de carbone (parfois appelé « gaz carbonique »), l'eau (sous forme de vapeur), l'oxygène...
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) ; c'est pour cela que la lumière issue de votre écran d'ordinateur ne vous semble pas diffusée (sinon, les lettres vous paraîtraient floues) : en réalité, elle est diffusée (par l'air), mais si peu que vos yeux ne percoivent pas le phénomène. L'air est un milieu faiblement diffusant. L'atmosphère l'est donc aussi.

Cependant, l'atmosphère est bien plus épaisse (environ 100 kilomètres !) que notre plaque de verre (ou que l'espace qui sépare vos yeux de votre écran). 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 :

  • près du Soleil, la lumière nous parvient presque en ligne droite depuis l'astre. Ainsi, deux phénomènes habituels dans l'atmosphère ne sont pas perceptibles : la diffusion et la dispersion des ondes (phénomène responsable des arcs-en-ciel, par exemple). La lumière qui nous arrive est donc semblable à celle du Soleil, c'est-à-dire blanche et jaune-orangé ;
  • loin du Soleil, la lumière que l'on reçoit du Soleil est très déviée. C'est en fait la lumière reçue par les couches supérieures de l'atmosphère, puis diffusée par les couches moyennes et basses. Le bleu et le violet étant les couleurs les plus diffusées, les plus déviées, plus l'on s'éloigne du Soleil, plus la lumière est diffusée et plus sa longueur d'onde est courte. C'est pourquoi, à midi en été, quand le Soleil se trouve au zénith, le ciel près de l'horizon est d'un bleu plus sombre qu'ailleurs. Si l'horizon était plus bas, c'est-à-dire si l'on pouvait voir une plus grande surface de ciel, celui-ci serait violet à l'horizon.
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