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Physik einfach erklärt Alltagswissen: Warum ist der Himmel eigentlich blau?
Morgens rosa, mittags strahlend blau und abends feuerrot – der Himmel kann je nach Tageszeit die verschiedensten Farben annehmen. Wie ist das möglich?
Besonders schön blau ist der Himmel an einem wolkenlosen Frühlings- oder Sommertag – doch woher kommt eigentlich diese Färbung?
Warum ist der Himmel blau?
Wenn man wissen will, warum der Himmel blau ist, dann muss man zunächst verstehen, wie sich Licht zusammensetzt. Vereinfacht gesagt, besteht Sonnenlicht aus vielen Lichtstrahlen, die sich wie eine Welle fortbewegen. Jeder dieser Lichtstrahlen entspricht dabei einer Farbe mit einer eigenen Wellenlänge.
Das bedeutet: Jede Farbe schwingt unterschiedlich schnell. Dabei ist die Wellenlänge bei Blau am kürzesten und bei Rot am längsten. Sehen wir alle Farben gebündelt, dann wirkt das Licht für uns gelblich bis weiß.
Auf dem Weg von der Sonne auf die Erde kommt das Licht durch die Atmosphäre. Dabei verhalten sich die Farben ganz unterschiedlich. Farben wie Gelb und Rot mit einer höheren Wellenlänge gelangen einfach hindurch, blaues Licht mit einer kurzen Wellenlänge wird hingegen von winzigen Partikeln in der Luft wie Staub oder Wassertröpfchen abgelenkt. Das blaue Licht wird dann zwischen den Partikeln hin und her geworfen, wodurch der Himmel blau erscheint. Physiker sagen: Der blaue Farbanteil im Licht wird gestreut.
Dieser Effekt heißt Rayleigh-Streuung nach dem britischen Lord Rayleigh, der das Phänomen entdeckt hat. Der Effekt tritt immer dann auf, wenn elektromagnetische Wellen wie Licht auf kleinste Teile wie Atome oder Moleküle treffen und dadurch abgelenkt werden.
Schnelle Erklärung für das Himmelsblau
Wenn das Sonnenlicht auf die Atmosphäre der Erde trifft, wird sein blauer Farbanteil von Partikeln in der Luft gestreut. Die anderen Spektralfarben können ungehindert passieren. Dadurch wirkt der Himmel blau.
Abendrot: Der Himmel ist nicht immer blau
Doch der Himmel ist nicht immer strahlend blau. Manchmal ist er trübe, dann wiederum leuchtend rot. Wie ist das zu erklären?
Sind nur wenige Partikel in der Luft, dann wird Blau (geringe Wellenlänge) gestreut, langwelligere Anteile des Lichts hingegen kaum. Dadurch wirkt das Himmelblau besonders intensiv. Dieser Effekt tritt vor allem dann ein, wenn die Sonne hoch am Himmel steht und der Weg des Sonnenlichts durch die Atmosphäre vergleichsweise kurz ist.
Morgens und abends fällt das Licht hingegen schräg auf die Erde und muss einen längeren Weg durch die Atmosphäre zurücklegen. Dadurch werden kurzwellige Anteile im Licht von den Molekülen so stark gestreut, dass nur noch langwelligere Farben wie Rot bis zu uns durchdringen. Sonnenaufgang und Sonnenuntergang zeigen sich durch den tiefen Sonnenstand daher in Morgen- und Abendrot.
Bei einer feuchten Witterung oder durch viel Staub befinden sich viele große Partikel in der Luft, die das Licht nicht streuen, sondern schlicht reflektieren. Der Himmel ist dann trübe und erscheint weiß bis grau.
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