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Diffusion atmosphérique | Lumière -- Diffusion | Photographie | Rayonnement solaire | Atmosphère | Rayleigh, Diffusion de | Photons -- Diffusion | Lumière -- Absorption | Lumière du ciel | Aurores | Lumière du jour | Couleurs | Ciel | Lumière | Dessins et plans | Diffusion (physique) |
Diffusion de Raleigh et de Mie. Source : http://data.abuledu.org/URI/50dd7afc-diffusion-de-raleigh-et-de-mie

Diffusion de Raleigh et de Mie

Illustration de la diffusion de Raleigh et de Mie sur une particule sphérique. De gauche à droite : intensité de la diffusion Rayleigh, de la diffusion Mie pour de petites particules et de la diffusion Mie pour de grosses particules, en fonction de la direction. L'onde incidente arrive par la gauche. La diffusion par des très petites particules, telles que des molécules, de dimensions inférieures au dixième de la longueur d'onde considérée, est un cas limite appelé diffusion Rayleigh. Pour les particules plus grosses que cette longueur d'onde, on doit prendre en compte la diffusion de Mie dans son intégralité : elle explique dans quelles directions la diffusion est la plus intense, on obtient ainsi un « patron de réémission » qui ressemble à celui des lobes d'émission d'une antenne, avec, dans le cas de grosses particules, un lobe plus intense dans la direction opposée à celle d'où provient l'onde incidente. La diffusion de Mie n'est pas fortement dépendante de la longueur d'onde utilisée comme c'est le cas dans celle de Rayleigh. Elle produit donc une lumière presque blanche lorsque le Soleil illumine de grosses particules dans l'air : c'est cette dispersion qui donne la couleur blanc laiteux à la brume et au brouillard. La couleur du ciel, pendant toute la durée du jour, est provoquée par diffusions Rayleigh et Mie de la lumière solaire dans l'atmosphère. La diffusion Rayleigh provoque les teintes bleues, violettes et vertes du ciel. Les couleurs caractéristiques du lever de soleil sont causées par diffusion de Mie de sa lumière par les particules de poussière, suie, fumée et cendre en suspension dans l'atmosphère : lorsque le Soleil est près de l'horizon, sa lumière traverse une plus grande épaisseur d'atmosphère, elle est donc plus susceptible d'être diffusée.

Rayons du crépuscule. Source : http://data.abuledu.org/URI/50be3dfe-rayons-du-crepuscule

Rayons du crépuscule

Rayons du crépuscule : les différentes couleurs sont dues à la dispersion de la lumière produite par l'atmosphère. Quand la lumière traverse l'atmosphère, les photons interagissent avec elle à travers la diffusion des ondes. Si la lumière n'interagit pas avec l'atmosphère, c'est la radiation directe et cela correspond au fait de regarder directement le soleil. Les radiations indirectes concernent la lumière qui est diffusée dans l'atmosphère. Par exemple, lors d'un jour couvert quand les ombres ne sont pas visibles il n'y a pas de radiations directes pour la projeter, la lumière a été diffusée. Un autre exemple, dû à un phénomène appelé la diffusion Rayleigh, les longueurs d'onde les plus courtes (bleu) se diffusent plus aisément que les longueurs d'onde les plus longues (rouge). C'est pourquoi le ciel parait bleu car la lumière bleue est diffusée. C'est aussi la raison pour laquelle les couchers de soleil sont rouges. Parce que le soleil est proche de l'horizon, les rayons solaires traversent plus d'atmosphère que la normale avant d'atteindre l'œil par conséquent toute la lumière bleue a été diffusée, ne laissant que le rouge lors du soleil couchant.