Warum der Himmel blau ist

Kurz: Sonnenlicht enthält alle Farben. Die Moleküle der Luft streuen kurzwelliges blaues Licht viel stärker als rotes, deshalb kommt von überall am Himmel blaues Licht zu uns.

Genauer: Dieser Effekt heißt Rayleigh-Streuung. Sie tritt auf, wenn Licht auf Teilchen trifft, die viel kleiner sind als seine Wellenlänge, etwa Stickstoff- und Sauerstoffmoleküle. Die Streuung wächst sehr stark, je kürzer die Wellenlänge ist.

Im Detail

• Weißes Licht: Sonnenlicht ist eine Mischung aus allen Regenbogenfarben, von Rot mit langer bis Violett mit kurzer Wellenlänge.
• Rayleigh-Streuung: Die Stärke der Streuung hängt von der vierten Potenz der Wellenlänge ab. Blaues Licht wird deshalb mehrfach so stark gestreut wie rotes.
• Warum nicht violett: Violett wird zwar noch stärker gestreut, doch die Sonne strahlt davon weniger ab, ein Teil wird hoch in der Atmosphäre geschluckt, und unsere Augen sind für Blau empfindlicher.
• Abendrot: Steht die Sonne tief, legt ihr Licht einen langen Weg durch die Luft zurück. Das Blau wird unterwegs weggestreut, übrig bleiben Gelb, Orange und Rot.
• Weiße Wolken: Wassertröpfchen sind viel größer als Luftmoleküle und streuen alle Farben etwa gleich stark. Darum wirken Wolken weiß oder grau.
• Dunst: Staub und feine Tröpfchen lassen den Himmel blasser und weißlicher aussehen, besonders nahe am Horizont.
• Im Weltraum: Ohne Luft gibt es keine Streuung. Auf dem Mond ist der Himmel auch am Tag schwarz.
• Andere Planeten: Auf dem Mars färbt feiner Staub den Taghimmel rötlich, während Sonnenuntergänge dort bläulich wirken.
• Zusammenhang: Die Farbe des Himmels ist ein schönes Beispiel dafür, wie Licht mit Materie wechselwirkt (licht-und-farben, elektromagnetisches-spektrum).