COULEURS du CIEL et de la MER

-couleurs du ciel et de la mer

Couleur du ciel le jour

Le jour (sur Terre) la couche atmosphérique est réceptrice de lumière solaire qui subit une diffusion, à cause des molécules de l'air il y a réémission des photons qui ont heurté les molécules d'air) Cela dépend d'une part de (la longueur de l'onde lumineuse) à la puissance quatre et d'autre part du nombre de molécules d'air rencontrées

A midi, les rayons traversent à la verticale, et les photons heurtent un minimum de molécules,donc il y aura de la diffusion (sous effet Raman) dans la gamme des ondes plus courtes que les autres, c'est à dire les violet-bleu .

Le matin et le soir, les rayons rasants traversent des épaisseurs beaucoup plus importantes de molécules d’air et la diffusion provient des longueurs d'ondes longues, c'est à dire les orange-rouge.

Et sur la lune, comme il n'y a pas d'air, la diffusion n'existe pas et le ciel est uniformément noir, même quand il ne fait pas nuit

 

Couleur du ciel la nuit

La nuit (sur Terre) le ciel devient émetteur de lumière, car l’atmosphère laisse traverser les photons provenant des sources lumineuses astrales

Cependant le ciel est globalement noir (malgré environ 1011 galaxies, représentant 1023 étoiles)

C'est le paradoxe d'Olbers

Raisonnons sur les luminosités : le rayon de l’univers est donné par la loi de Hubble soit 

l= c.(coeff. correctif de 1,2) / H0  = (3.108 m/s).(1,2) / (2,3.10-18 s-1) soit ~ 1,6.1026 mètres,

ce qui devient (6.1026 m.) en tenant compte de l'expansion. Et en supposant l’univers sphérique, sa surface limite est de l’ordre de 1054 m²

Par ailleurs, la surface moyenne d'une galaxie (groupe d'étoiles) est ~1043 m² .et comme il y a ~ 1011 galaxies, on pourrait penser qu'il y en a assez pour éclairer totalement le fond du ciel (1043+11 = justement 1054)

Mais de nombreux arguments corrigent ce calcul:

--les étoiles ne sont pas toutes en fond du ciel et leurs images se superposent (répartition isotropique)

--d'innombrables nuages intergalactiques et autres obstacles à photons, occultent leur perception

--le décalage vers le rouge, atténue les photons jaunes -qui sont cependant ceux qu'on perçoit le mieux-

--beaucoup d'étoiles ont une magnitude trop faible pour être perçue

Donc, il reste vraiment trop peu de surfaces éclairantes pour couvrir la surface du ciel et il n'est pas paradoxal qu'il soit noir la nuit

 

Couleur de la mer

Comme pour l’air, la diffusion de la lumière solaire par les molécules du milieu (l'eau) dépend beaucoup de la longueur de l'onde lumineuse et elle est aussi fonction du nombre de molécules d'eau rencontrées.

Or les molécules d'eau absorbent surtout le rouge et le jaune, il reste donc une prédominance bleu-vert.

Par ailleurs, il y a souvent des éléments chlorophylliens dans l'eau, accentuant l'aspect vert.

Mais à une profondeur de ~70 mètres, aucun photon n'arrive plus, donc il y fait noir.

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