Feuerwerk der Natur: Faszinierende Lichterscheinungen

Wir schauen nach oben und sehen den Himmel - mal erscheint er uns grau, mal leuchtend blau, und die Sonne strahlt in ihrem allerschönsten Gelb. Für uns ist das ganz selbstverständlich, aber wieso ist der Himmel eigentlich blau und nicht gelb oder grün? Wie kommt es zur Morgen- und Abendröte? Wir erklären in unserer vierteiligen Artikelserie, wie faszinierende Naturerscheinungen wie Regenbögen, Polarlichter und Fata Morganas entstehen...

Unsere Atmosphäre ist von einem riesigen Magnetfeld umgeben. Sie ist in mehrere Schichten aufgeteilt und besteht aus Gasgemischen in unterschiedlichen Konzentrationen. Außerdem befinden sich Moleküle - Verbindungen aus verschiedenartigen Teilchen - in der Luft. Ein Lichtstrahl besteht aus winzig kleinen Teilchen, den Photonen.

Eigentlich ist das Sonnenlicht weiß. Weißes Licht enthält aber alle verschiedenen Farbtöne. Die einzelnen Farben entsprechen einer elektromagnetischen Strahlung mit bestimmter Wellenlänge. So ist rotes Licht am langwelligsten, blau-violettes dagegen am kurzwelligsten. Wir nehmen den Lichtstrahl einer jeweiligen Wellenlänge schließlich als entsprechende Farbe wahr.

Warum ist der Himmel blau?

Die Moleküle, die sich in der Luft unserer Atmosphäre befinden, lassen die Anteile eines Lichtstrahls nicht vollständig durch, sondern zerstreuen sie. In der Atmosphäre wird Licht umso stärker gestreut, je kleiner seine Wellenlänge ist. Also wird blaues Licht mehr gestreut als rotes.

Deshalb erscheint der Himmel in einer blauen Farbe. Wird zum Beispiel bei einem Sturm viel Sand oder Erde durch die Luft gewirbelt, werden vermehrt rote Photonen des Lichts gestreut - dann sieht der Himmel rot und die Sonne bläulich aus.

Morgens und am Abend erscheint uns das Sonnenlicht oft rötlich. Das hängt damit zusammen, dass die Sonne zu diesem Zeitpunkt in einem schrägen Winkel zu uns steht. Je schräger, desto größer ist die Strecke, die das Licht durch unsere Atmosphäre zurücklegt - und desto mehr blaue Photonen werden dem Licht entzogen. Dadurch erscheint uns das Sonnenlicht immer rötlicher - dem langwelligsten Licht.

Sonnenlicht kann in bunte Farben zerlegt werden

Wirft man weißes Licht - wie das der Sonne - durch ein Prisma, werden die Strahlen zwei Mal gebrochen: dort wo sie eintreffen und wo sie wieder austreten. Ein Prisma ist ein Körper, der aus einem lichtbrechenden Material besteht und mindestens drei Kanten hat, meist handelt es sich um eine Glaspyramide. Nun werden alle verschiedenen Farbanteile sichtbar, die weißes Licht enthält.

In den nächsten Teilen unserer Artikelserie werden wir dir die Naturphänomene Regenbogen, Halo, Polarlicht und Fata Morgana näherbringen. Im nächsten Beitrag erklären wir, wie genau weißes Licht durch ein Prisma in seine so genannten "Spektralfarben" zerlegt werden kann. Dann wirst du auch verstehen, wie es zu einem Regenbogen kommt, wenn es regnet und gleichzeitig die Sonne scheint. Und wir beschreiben, wie ein Halo entsteht, der bei bestimmten Wetterbedingungen am Himmel erscheint.

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