Gesundheit : Warum ist der Himmel blau?

Thomas de Padova

Diese Frage konnte selbst Isaac Newton nicht beantworten. Und der kannte sich mit den Farben des Lichts besser aus als jeder andere Zeitgenosse. Newton fächerte das Sonnenlicht mit Hilfe eines Prismas in ein Regenbogenspektrum von Farben auf. Es reicht von violett über blau, grün, gelb und orange bis hin zu rot. Jedes Lichtteilchen hat seine eigene Energie: entweder mehr Energie, wie kurzwelliges blaues Licht, oder weniger, wie langwelliges rotes. Zusammengenommen ergänzen sich die vielen Farben zu weißem Licht.

Das Sonnenlicht erreicht uns nicht ungehindert. Es muss zuvor die Erdatmosphäre durchqueren. Dabei trifft es auf Luftmoleküle, die das Licht streuen.

Das liegt am Aufbau der Moleküle. Sie können Lichtteilchen einfangen und diese wieder in andere Richtungen aussenden. Bei der Aufnahme des Lichts werden die elektrischen Ladungen der Moleküle, die Elektronen, gewissermaßen hin und her geschüttelt. Derart angeregt, verwandeln sich die Partikel selbst in kleine Sender.

„Wenn Elektronen beschleunigt werden, strahlen sie Licht ab“, sagt Herbert Walther, emeritierter Direktor am Max- Planck-Institut für Quantenoptik in Garching. „Und je stärker sie beschleunigt werden, umso effektiver senden sie das Licht wieder aus.“

Die Luftmoleküle streuen das energiereichere blaue Licht daher besser als das gelbe oder rote. Es wird auf dem Weg von der Sonne zu uns stärker hin und her geworfen und erreicht uns erst über Umwege. Es färbt den Himmel blau. Und das intensivste Blau hat der Himmel nicht in der unmittelbaren Nähe der Sonne, sondern in größerem Abstand von ihr.

Die Sonne selbst ist tagsüber gelb. Morgens und abends jedoch nicht. Denn wenn sie am Horizont steht, muss das Licht einen besonders langen Weg durch die Lufthülle der Erde zurücklegen. Die blauen Strahlen werden dann nahezu völlig aus dem direkten Sonnenlicht herausgefiltert – und sogar ein Teil des gelben Lichts dazu. Übrig bleibt ein orangeroter Feuerball. Wie gut das Abendrot sichtbar ist, hängt unter anderem von der Luftverschmutzung ab: Zusätzliche Partikel in der Luft streuen das Licht noch stärker. Auch dünne Wolken, fein verteilte Wassertröpfchen in der Atmosphäre, können das Abendrot kräftiger erscheinen lassen.

Warum aber ist der Himmel blau und nicht violett? Tatsächlich wird violettes Licht noch stärker gestreut als blaues. Für den Hund sind die schönsten Tage womöglich lila. Die Sinneszellen in unserem Auge jedoch reagieren sehr viel empfindlicher auf blaues Licht als auf violettes.

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