Waarom is de lucht blauw?

Waarom is de lucht blauw?
Waarom is de lucht blauw?
De lucht kan op een heldere, zonnige dag zo prachtig mooi
blauw zijn. Waarom is dat eigenlijk? Waarom altijd blauw en
niet eens een keer groen of paars? In deze blogpost gaan we
een antwoord zoeken op deze vraag.
Licht
Om de vraag ‘waarom is de lucht blauw’ te beantwoorden kijken
we eerst wat licht is. Licht is een elektromagnetische
straling dat bestaat uit deeltjes die geen gewicht hebben.
Deze deeltjes heten ‘fotonen’. Onze grote lichtbron is de zon.
Het licht dat door de zon wordt gemaakt en op de aarde komt,
bevat een mengsel van heel veel kleuren (alle kleuren van de
regenboog). Iedere kleur in dit mengsel heeft een eigen
golflengte. Licht dat op de aarde komt heeft dus verschillende
golflengtes. Kleuren ontstaan door weerkaatsing van het
oppervlak: een wit oppervlak kaatst alle kleuren terug, aan de
andere kant kaatst een zwart oppervlak geen kleuren terug. Een
rood oppervlak bijvoorbeeld kaatst alleen het rode licht
terug, een groen oppervlakte alleen het groene licht en zo
verder voor alle kleuren.
Verstrooiing
Nu we weten dat het zonlicht een mengsel is van heel veel
kleuren, weten we nog niet waarom de lucht blauw is. Hiervoor
gaan we kijken naar het begrip ‘verstrooiing’. Omdat het
zonlicht uit licht bestaat met verschillende golflengtes
worden die als ze tegen deeltjes (moleculen) ‘botsen’
afgebogen. Het zonlicht (het mengsel van kleuren) valt dan uit
elkaar. Je kunt dit zelf uitproberen door een glas water in
het zonlicht te zetten. Het witte zonlicht (het mengsel) valt
uit elkaar, wordt ‘verstrooid’. Hieronder zie je hoe je met
een wijnglas op de sneeuw of een waterkan en een vel wit
papier het zonlicht kunt verstrooien en een aantal kleuren uit
het witte licht zichtbaar maakt.
Het mooiste voorbeeld van verstrooiing van het licht is de
regenboog. Doordat er na een fikse bui heel veel waterdeeltjes
in de lucht zijn, kun je als de zon gaat schijnen prachtig de
kleuren in het zonlicht zien. Zelf een regenboog maken is niet
zo heel moeilijk. Kijk hier hoe je dit doet.
Blauw licht
We weten nu dat zonlicht uit alle kleuren van de regenboog
bestaat en dat deeltjes, bijvoorbeeld water, dit mengsel
verstrooien. De aarde heeft een dampkring, deze bestaat ook
uit deeltjes, zoals zuurstof, vochtdeeltjes, ozon en
stofdeeltjes. Net als in een glas water botst het licht tegen
deze deeltjes aan en wordt verstrooid. Nu is het zo dat het
blauwe licht in het zonlicht in de atmosfeer veel meer
verstrooit dan de andere kleuren (tot 16x meer). Dit heeft te
maken met de golflengte van het blauwe licht in combinatie
met de grootte van de moleculen waar het tegenaan botst. Blauw
licht wordt vooral door kleine deeltjes verstrooit. Als er
veel moleculen in de lucht zijn die wat groter zijn,
bijvoorbeeld in vervuilde industriegebieden of als er veel
stof in de lucht is, dan is de hemel niet zo mooi blauw, maar
een stuk grauwer. Ook andere kleuren worden dan meer
verstrooid. Net na een regenbui of boven op een hoge berg is
de lucht het mooist diepblauw omdat dan de atmosfeer het
schoonst is en alleen het blauwe licht verstrooit; hoe schoner
en droger de atmosfeer hoe blauwer de hemel.
Omdat het de atmosfeer is die de blauwe hemel veroorzaakt,
betekent dit dat in de ruimte de hemel zwart is. Daar is geen
dampkring. Als André Kuipers in het ISS naar de zon keek zag
hij niet een gele zon tegen een blauwe hemel, maar de zon
tegen een inktzwarte achtergrond. De ruimte kaatst geen enkele
kleur terug.
Ook ’s nachts is de hemel blauw, maar wij kunnen dat niet zien
omdat onze ogen niet zo goed kleuren kunnen onderscheiden als
er heel weinig licht is.
Waarom is de lucht blauw?
Terug naar de vraag: de lucht is blauw omdat vooral het blauwe
licht in het zonlicht in onze dampkring wordt verstrooid en
zichtbaar wordt voor onze ogen.