Um zu verstehen, warum der Himmel blau ist, müssen wir zunächst ein wenig über Licht verstehen. Obwohl das Licht der Sonne weiß aussieht, besteht es in Wirklichkeit aus einem Spektrum vieler verschiedener Farben, wie wir sehen können, wenn sie sich in einem Regenbogen ausbreiten.
Wir können uns Licht als eine Energiewelle vorstellen, und verschiedene Farben haben alle eine unterschiedliche Wellenlänge. Am einen Ende des Spektrums ist rotes Licht, das die längste Wellenlänge hat, und am anderen Ende ist blaues und violettes Licht, das eine viel kürzere Wellenlänge hat.
Warum ist der Himmel blau?
Wenn das Licht der Sonne die Erdatmosphäre erreicht, wird es von den winzigen Gasmolekülen (hauptsächlich Stickstoff und Sauerstoff) in der Luft gestreut oder abgelenkt. Da diese Moleküle viel kleiner sind als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts, hängt die Stärke der Streuung von der Wellenlänge ab. Dieser Effekt wird Rayleigh-Streuung genannt, benannt nach Lord Rayleigh, der ihn zuerst entdeckte.
Kürzere Wellenlängen (Violett und Blau) werden am stärksten gestreut, so dass mehr blaues Licht in Richtung unserer Augen gestreut wird als die anderen Farben. Sie fragen sich vielleicht, warum der Himmel eigentlich nicht violett aussieht, da das violette Licht noch stärker gestreut wird als das blaue. Das liegt daran, dass es im Sonnenlicht nicht so viel Violett gibt und unsere Augen viel empfindlicher für Blau sind.
Das blaue Licht, das dem Himmel seine Farbe gibt, ist so hell, dass es alle Sterne, die wir nachts sehen, verschwinden lässt, da ihr Licht viel schwächer ist.
Warum verblasst das Blau zum Horizont hin?
Sie werden vielleicht auch bemerken, dass der Himmel über dem Horizont am leuchtendsten ist und zum Horizont hin blasser wird. Das liegt daran, dass das Licht vom Horizont aus einen längeren Weg durch die Luft zurückgelegt hat und daher gestreut und neu verteilt wurde. Auch die Erdoberfläche spielt eine Rolle bei der Streuung und Reflexion dieses Lichts. Als Ergebnis dieser verstärkten Streuung nimmt die Dominanz des blauen Lichts ab und wir sehen einen erhöhten Anteil an weißem Licht.