Warum ist der Himmel blau?

Blickt ein Astronaut auf dem Mond in den Himmel, so erscheint dieser schwarz. Auf der Erde hingegen ist der Himmel am Tag blau und morgens und abends manchmal rötlich. Warum dies so ist, lässt sich mit Hilfe eines einfachen Experimentes verstehen.

Was wird gebraucht?

• Ein durchsichtigen, länglichen Behälter. Ideal ist ein Aquarium. Ein hohes Glas oder eine Blumenvase tun es aber auch.

• Wasser

• Milch

Was ist zu tun?

Man fülle den Behälter mit Wasser und gebe ein wenig Milch hinzu, so dass sich das Wasser etwas eintrübt. Dann leuchte man mit einer Taschenlampe durch das Wasser-Milch-Gemisch und schaue einmal von der Seite auf den Lichtstrahl und danach durch den Behälter in Richtung Taschenlampe (bei einem Glas oder einer Vase leuchtet man von oben und guckt von der Seite und unten!). Am besten gibt man zunächst sehr wenig Milch in das Wasser, denn es braucht nicht viel um den gewünschten Effekt zu erzielen.

Was ist geschehen?

Schaut man von der Seite auf das Wasser-Milch-Gemisch, so erscheint die Flüssigkeit bläulich. Blickt man jedoch durch den Behälter auf die Taschenlampe, erkennt man einen Rotschimmer.

Die Milch besteht unter anderem aus Fett in Form kleiner Tröpfchen. Das weiße Licht der Taschenlampe besteht aus allen Farben. Wenn das Licht auf die Fetttröpfchen trifft wird es an diesen gestreut. Jede Farbe hat eine andere Wellenlänge und je kürzer die Wellenlänge desto stärker die Streuung. Blau hat zum Beispiel eine kürzere Wellenlänge als Rot und Gelb.
Dringt das Licht der Sonne in die Atmosphäre ein, so wird das blaue Licht an Teilchen in der Luft abgelenkt , während die anderen Farben im großen und ganzen unbehelligt bleiben. Das Himmelblau, das wir sehen, ist also blaues Licht, das in aller Richtungen gestreut wird und die anderen Farben dominiert.

Steht die Sonne niedrig, etwa bei Sonnenuntergang, so muss das Licht einen viel weiteren Weg durch die Atmosphäre zurücklegen. Das blaue Licht wird so stark gestreut, dass am Ende kaum noch etwas auf der Erde ankommt.
Legt das Licht abends uns morgens einen längeren Weg durch die Atmosphäre zurück, so werden auch langwellige Anteile wie Rot gestreut und dominieren schließlich.

Wer mehr zur so genannten Rayleigh-Streuung - denn um die geht es hier unter anderem - wissen möchte: Bei Wikipedia gibt es einen Artikel zum Thema.