Problème :Pourquoi le ciel est-il bleu?

[Ikram.ik]

Bonsoir,

Vous trouverez ci-joint un problème dans lequel je me bloque en arrivant à l'avant-dernière question.
Est-ce qu'il y a quelqu'un qui pourrait m'aider s'il vous plaît?

https://drive.google.com/file/d/1gg-tUx ... sp=sharing

[siro]

La lumiere du soleil est blanche (grossièrement toutes les longueurs d’onde sont présentes) et l’ozone filtre tout sauf le bleu. Reste donc essentiellement du bleu qui passe. Et comme c’est un phénomène d’absorption-diffusion isotrope, ça vient de toutes les directions.

[Ikram.ik]

La lumiere du soleil est blanche (grossièrement toutes les longueurs d’onde sont présentes) et l’ozone filtre tout sauf le bleu. Reste donc essentiellement du bleu qui passe. Et comme c’est un phénomène d’absorption-diffusion isotrope, ça vient de toutes les directions.

Aah, mais pourquoi l'ozone filtre tout sauf le bleu?
Bref, est ce que vous pourriez voir le problème?
Ps: Je viens de l'ajouter car la taille de l'image dépassait la taille requise, j'ai donc copié le site.

[bullquies]

bonjour,

tu peux nous donner l'expression que tu trouves histoire que nous ne soyong pas obligés de refaire tout l'exercice ?

Je parle bien sûr de "X" dans x(t).

[siro]

Parce que la structure de l’ozone fait qu’il favorise une certaine plage de fréquence. Toutes les particules sont des filtres qui absorbent et émettent différemment selon leur longueur d’onde.

[Ikram.ik]

bonjour,

tu peux nous donner l'expression que tu trouves histoire que nous ne soyong pas obligés de refaire tout l'exercice ?

Je parle bien sûr de "X" dans x(t).

Pour omega 0, Je n'ai pas su comment mettre 0 en indice.

[Ikram.ik]

Parce que la structure de l’ozone fait qu’il favorise une certaine plage de fréquence. Toutes les particules sont des filtres qui absorbent et émettent différemment selon leur longueur d’onde.

Je comprends, merci .

[bullquies]

ok donc il faut que tu fasses quelques calculs numériques d'abord. En particulier, que vaut omega 0? Combien vaut environ omega pour la lumière visible ?

Si il y en a un qui est plus gros que l'autre d'un facteur 10, 100, 1000 ou plus, tu as en général un terme dominant et d'autres termes négligeables devant lui. donc regarde le dénominateur de X et regarde ce qui est dominant ou négligeable

[Ikram.ik]

ok donc il faut que tu fasses quelques calculs numériques d'abord. En particulier, que vaut omega 0? Combien vaut environ omega pour la lumière visible ?

Si il y en a un qui est plus gros que l'autre d'un facteur 10, 100, 1000 ou plus, tu as en général un terme dominant et d'autres termes négligeables devant lui. donc regarde le dénominateur de X et regarde ce qui est dominant ou négligeable

J'ai appliqué ce que vous avez dit,j'ai trouvé la formule mais sans le signe "moins", je ne vois pas d'où il provient.

[oty20]

tu es en mpsi ?

[Néodyme]

La lumiere du soleil est blanche (grossièrement toutes les longueurs d’onde sont présentes) et l’ozone filtre tout sauf le bleu. Reste donc essentiellement du bleu qui passe. Et comme c’est un phénomène d’absorption-diffusion isotrope, ça vient de toutes les directions.

Euh c'est pas du tout ça non ?
Avec ton explication les couchers de soleil seraient bleus, pas rouges.

Les molécules de l'atmosphère diffusent la lumière du soleil, et elles le font davantage dans le bleu que dans le rouge.
Il en résulte que quand on regarde une portion de ciel (loin du soleil), on voit la lumière diffusée vers nous par les molécules de l'atmosphère. Donc on voit du bleu parce que c'est le bleu qui est majoritairement diffusé.

Maintenant si on s'intéresse à de la lumière venant "en ligne droite" du soleil, à mesure qu'elle se propage dans l'atmosphère elle s'appauvrit en bleu (car celui-ci est diffusé sur les cotés). C'est donc le bleu qui est "absorbé" davantage que le rouge (avec des guillemets, car il n'est pas vraiment absorbé mais diffusé sur les cotés). D'où les couchers de soleil rouges.

[Hibiscus]

Ça me rappelle l'une des plus belles photos d'un début de coucher de soleil avec des nuages un peu scattered, qu'un physicien un peu pointilleux avait tagué, :

Avec les formules pour la diffusion de Rayleigh sur le ciel, de Mie sur les nuages, réflexions de Fresnel sur la mer, itou..

[Ikram.ik]

tu es en mpsi ?

Oui.

[Ikram.ik]

La lumiere du soleil est blanche (grossièrement toutes les longueurs d’onde sont présentes) et l’ozone filtre tout sauf le bleu. Reste donc essentiellement du bleu qui passe. Et comme c’est un phénomène d’absorption-diffusion isotrope, ça vient de toutes les directions.

Euh c'est pas du tout ça non ?
Avec ton explication les couchers de soleil seraient bleus, pas rouges.

Les molécules de l'atmosphère diffusent la lumière du soleil, et elles le font davantage dans le bleu que dans le rouge.
Il en résulte que quand on regarde une portion de ciel (loin du soleil), on voit la lumière diffusée vers nous par les molécules de l'atmosphère. Donc on voit du bleu parce que c'est le bleu qui est majoritairement diffusé.

Maintenant si on s'intéresse à de la lumière venant "en ligne droite" du soleil, à mesure qu'elle se propage dans l'atmosphère elle s'appauvrit en bleu (car celui-ci est diffusé sur les cotés). C'est donc le bleu qui est "absorbé" davantage que le rouge (avec des guillemets, car il n'est pas vraiment absorbé mais diffusé sur les cotés). D'où les couchers de soleil rouges.

Je ne suis pas sûre d'avoir compris. .

[Hazherty]

Je ne suis pas sûre d'avoir compris.

Quand une onde électromagnétique (comme la lumière) arrive sur un atome, elle interagit avec. La lumière du soleil, c'est à peu près de la lumière blanche, c'est-à-dire qu'elle contient toutes les ondes du spectre électromagnétique du visible.

En particulier, le mélange de l'air (diazote, dioxygène, etc...) diffuse beaucoup plus les ondes de petites longueurs d'onde (le bleu) que celle de grande longueur d'onde (le rouge).
Quand la lumière du soleil inonde l'atmosphère terrestre, le bleu est diffusé de tous les côtés, alors que le reste va en ligne droite. Le ciel apparait comme bleu parce que l'atmosphère diffuse cette lumière bleue. Si tu regardais le soleil directement en pleine journée (à ne pas faire ), la lumière que tu recevrais serait la lumière blanche moins ce qui est diffusé.
Quand on regarde les équations de la diffusion de Rayleigh, on se rend compte que la puissance diffusée de l'onde varie en \( \displaystyle{\frac{1}{\lambda^4}} \), donc en fait il n'y a que le bleu qui est bien diffusé, le reste l'est beaucoup moins en proportion.

Bien sur, la puissance lumineuse diffusée varie en fonction de l'épaisseur de l'atmosphère. C'est pour ça que le Soleil et le ciel à ses environs change de couleur pendant un coucher de Soleil.
La lumière incidente doit alors traverser bien plus d'atmosphère pour arriver à nos yeux. Elle se vide quasi complètement du bleu, mais aussi des ondes de longueurs d'onde intermédiaires pour au final ne contenir quasiment que du rouge.