Warum ist der Himmel blau?

Wer freut sich nicht über einen blauen Himmel, aber haben Sie sich schon mal gefragt, warum der Himmel überhaupt blau ist, wenn doch die Sonnenstrahlen eigentlich weiß bis transparent sind? Dabei sollte man sich zwei Faktoren vor Augen halten: 1. Die Luft besteht hauptsächlich aus zwei Gasen: Sauerstoff und Stickstoff. 2. Ein Regenbogen entsteht durch die wellenlängenabhängige Brechung und Strahlung des Sonnenlichts.

Wenn man bedenkt, dass der Himmel eigentlich schwarz ist, betrachtet man das Phänomen des blauen Himmels doch gleich mit anderen Augen. Dank der Streuung der Lichtstrahlen und der Farbwahrnehmung unserer Augen, können wir in den Genuss eines physikalischen Wunders kommen.

Sinneswahrnehmung blau

Eine anschauliche und somit auch verständliche Erklärung liefert der Regenbogen, an dem man erkennen kann, in welchen Farben sich das Licht der Sonne bricht. Dass der Himmel blau und nicht rot oder grün ist, liegt an der sogenannten Wellenlänge. Jede Farbe hat eine spezielle Wellenlänge, durch welche sie sich voneinander unterscheiden.

Die blaue Farbe besitzt, im Vergleich zu den meisten anderen Farben, eine kürzere Wellenlänge von 450 Nanometern. Das kurzwelligste, für uns ’sichtbare‘ Licht ist violett. Um zu verstehen, warum wir diese Farbnuance allerdings nicht wahrnehmen, liegt an unseren Sinneszellen auf der Netzhaut. Dabei unterschiedet man die Zäpfchen für die Farbwahrnehmung und die Stäbchen zur Hell-Dunkel-Wahrnehmung. Besonders empfindlich sind die Zäpfchen für blau, grün und rot.

Gestreutes Licht

Durch die Länge, die das Sonnenlicht auf dem Weg durch die Erdatmosphäre zurücklegt, trifft es auf Luftteilchen wie Stickstoff und Sauerstoff. Dabei wird das blaue Licht stärker als die anderen Farben gestreut. Die Luft verteilt den blauen Lichtanteil, so dass sich das blau wie eine Scheinwerfer-Strahlung ausdehnt. Abhängig von der Anzahl der Luftteilchen färbt sich der Himmel auch dementsprechend.

Der Steu-Effekt der Luftteilchen beeinflusst nicht nur die Farbe des Himmels, sondern auch die der Sonne. Während die Mittagssonne gelblich erscheint, nehmen wir die Abendsonne eher rötlich wahr. Je länger der Weg der Sonnenstrahlen ist, desto mehr wird der blaue Anteil aus den Strahlen gelenkt und die Farbe rot setzt sich durch.

Unser Auge nimmt also nicht das direkte Sonnenlicht wahr, sondern nur das gestreute. Die Tatsache, dass der violette Anteil im Sonnenlicht viel schwächer ist als der blaue und die Sinneswahrnehmung für violettes Licht recht dezent ist, führt dazu, dass wir den Himmel nicht als schwarz, sondern als blau erachten.