Frage von DerPhotograph, 92

Weiß jemand, auf welcher chemischen/physikalischen Gegebenheit es beruht, dass der Himmel augenscheinlich blau ist?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von LuthenSky, 89

Gucks dir an :)

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 27

Weiß jemand, auf welcher chemischen/physikalischen Gegebenheit es beruht, dass der Himmel augenscheinlich blau ist?

Das kommt ganz auf die Tageszeit an. Tagsüber führen mikroskopische Dichte- und damit Brechungsindexschwankungen der Luft dazu, dass Licht gestreut wird (Rayleigh-Streuung, benannt nach John William Strutt, 3. Baron Rayleigh, 1842-1919).

Elementar lässt sich das durch das Modell mit den Atomen als gedämpfte harmonische Oszillatoren (https://de.wikipedia.org/wiki/Oszillatormodell) beschreiben, wobei hier die Eigen(kreis)frequenz ω₀ der Oszillatoren eine wesentliche Rolle spielt. Die ist so hoch, dass die Frequenz des sichtbaren Lichts weit darunter liegt; deshalb auch steigt der Streuquerschnitt mit wachsender (Kries-)Frequenz des Lichts stark (~ω⁴) an und hat sein Maximum weit im UV-Bereich (weshalb man bei hellem Sonnenschein auch im Schatten braun werden bzw. einen Sonnenbrand bekommen kann). 

Je dicker die Luftschicht ist, durch die das Sonnenlicht gehen muss, desto stärker ist der Effekt. Deshalb ist auch das intensive Rot der auf- oder untergehenden Sonne auf Rayleigh-Streuung zurückzuführen. Aerosole verstärken den Effekt noch.

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Am frühen Morgen und am späten Abend tritt jedoch ein anderer Effekt zutage, die sogenannte Chappuis-Absorption (nach dem französischen Chemiker James Chappuis, 1854–1934), die durch das Ozon in der oberen Atmoshäre verursacht wird (https://de.wikipedia.org/wiki/Chappuis-Absorption) und tagsüber kaum eine sichtbare Rolle spielt. Ohne sie wäre der Himmel frühmorgens grünlich oder gelblich und würde erst tagsüber blau.

An der Himmelsfarbe bei Dämmerung kann man also gleichsam erkennen, ob man an der Oberfläche eines Planeten leben kann.

Antwort
von MarkusKapunkt, 38

Das weiße Licht der Sonne wird durch den Aufbau und die Wölbung der Erdatmosphäre gestreut. Am Morgen und am Abend sind Verschmutzungspartikel und Aerosole dafür Verantwortlich, dass die Sonne rot auf- bzw. untergeht, weil dann vor allem die Strahlen mit der rötlichen Wellenlänge hindurchgelangen; steht sie dann am Tage höher, gelangen vor allem die Strahlen mit der blauen Wellenlänge hindurch.

Antwort
von SpitfireMKIIFan, 56

https://de.wikipedia.org/wiki/Himmel_(planet%C3%A4r)#Das_Himmelsblau

Hängt mit der Streuung der Anteile des Sonnenlichtes zusammen ;)

Antwort
von clemensw, 26

Der Fachbegriff lautet Rayleigh Streuung: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Rayleigh-Streuung

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