Waarom is de lucht blauw en niet gewoon paars, is het omdat de lucht een kleur heeft die de zon niet heeft?

De lucht is blauw door de verstrooiing van zonlicht, met een moeilijk woord ook Rayleighverstrooiing genoemd. Dit heeft te maken met de manier waarop het licht van de zon doorheen de ruimte en atmosfeer tot bij ons geraakt.
Zonlicht is wit, maar dit witte licht is eigenlijk een mengeling van verschillende kleuren: rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo en violet. Dit zijn ook de kleuren die je te zien krijgt bij een regenboog. Elk van die kleuren kunnen door een golf beschreven worden met een bepaalde golflengte. De blauwe kleur heeft een kortere golflengte dan de rode kleur.
Vooraleer het zonlicht het aardoppervlak bereikt, moet het zonlicht doorheen de atmosfeer. Voor de kleuren met een lange golflengte zoals rood, is dit gemakkelijk, maar voor de kleuren met een korte golflengte zoals blauw is dit moeilijker. Rood licht reist nagenoeg rechtdoor, maar blauw licht wordt door de aanwezigheid van deeltjes (gasmoleculen zoals stikstof, zuurstof) in de atmosfeer in verschillende richtingen gestuurd en dit noemt men dus Rayleighverstrooing. Doordat de blauwe kleur van het witte zonlicht veel meer verstrooid wordt dan de rode kleur van het witte zonlicht, ziet de lucht blauw.
Hoe groter die deeltjes in de lucht, hoe meer verstrooiing er is. Als er dus naast gasmoleculen ook allerlei andere deeltjes in de lucht zitten, kunnen ook de andere kleuren zoals het rode licht worden verstrooid. Als naast het blauwe licht ook het rode licht en gele licht worden verstrooid, zal de lucht niet meer blauw zien, maar eerder lichtblauw of zelfs wit.
Kijk maar eens buiten als het een mooie zonnige dag is met een schone lucht (en dus weinig deeltjes in de lucht), dan ziet de lucht helderblauw. Kijk je buiten op een regenachtige en vochtige dag (en dus veel deeltjes in de lucht), dan kleurt de lucht eerder wit (grijs). .
Moest er geen verstrooiing zijn (dus geen atmosfeer en geen deeltjes in de lucht) dan zouden we de lucht pikzwart zien.

Dat de lucht blauw is komt door de Rayleighverstrooiing in de atmosfeer.
De hoeveelheid Rayleighverstrooiing voor een lichtstraal is afhankelijk van enerzijds de grootte van de luchtdeeltjes en anderzijds de vele verschillende golflengten van de samenstellende kleuren van het zonlicht. Zonlicht bestaat namelijk uit allerlei kleuren die samen het witte zonlicht vormen. Dat effect valt normaal niet op, maar wel bij een regenboog!

De golflengte-afhankelijkheid is bijzonder sterk: de hoeveelheid verstrooid licht is omgekeerd evenredig met de vierde macht van de golflengte.
De sterke golflengte-afhankelijkheid zorgt ervoor dat blauw licht (dat een korte golflengte heeft, veel meer wordt verstrooid dan rood licht: blauw licht heeft een golflengte die ongeveer twee keer zo kort is als rood licht, en blauw licht wordt daardoor 2 tot de vierde macht = 16 keer zo goed verstrooid. De atmosfeer verstrooit het blauwe deel van het zonlicht daardoor 16 keer zo goed als het rode bestanddeel van het zonlicht naar alle kanten en geeft daardoor de overheersende zachtblauwe kleur aan de hemel. Behalve als je recht in het onverstrooide zonlicht kijkt. Daar word je ter plekke blind van!

Je zou dan ook kunnen denken: "Waarom is de hemel dan niet violet? De golflengte daarvan is immers nog kleiner." Maar de verklaring daarvan is dat het menselijk oog niet zo gevoelig is voor paars licht als voor blauw licht.

Het rode gedeelte van het zonlicht wordt dus 16 keer zo weinig verstrooid en komt tamelijk onverstrooid door de luchtlagen heen. En dat geldt in mindere mate eveneens voor de tussengelegen kleuren. Blauw wint door die sterke samenhang van de verstrooiing met de golflengte (dus de kleur).

Nu komt bij de lezer natuurlijk de volgende vraag op: waarom is de lucht bij zonsondergang dan toch tamelijk rood? Zie daarvoor de tweede bron (die van weeronline.nl )