Questions to the experts

Je ne comprends pas bien comment intervient l'atmosphère. Le seul point qui compte c'est la propagation rectiligne de la lumière. La lumière a la propriété remarquable de se propager (en ligne droite, c'est a dire en suivant le bord d'une règle) dans l'air (= l'atmosphère ?) aussi bien que dans le vide, contrairement aux autres ondes (sonores par ex), qui ont besoin d'un support pour se propager : on voit la lumière des étoiles, on ne les entend pas ...

Le soleil n'éclaire pas l'arrière des planètes, tout simplement parce que la lumière issue du soleil, qui peut être représentée comme une infinité de rayons lumineux, tous dans la même direction, ne rencontre que "l'avant " de la planète. En classe, c'est pareil, sauf qu'en général, on a un projecteur qui est "près" de l'objet qu'on éclaire et on a donc un cône de lumière qui arrive sur l'objet. Mais derrière une armoire éclairée par un projecteur, c'est la nuit par rapport au projecteur.

Je pense que peut être, il est fait référence à la lumière diffuse qui est toujours présente, même quand on essaie de faire le noir, mais il faut arriver à en faire abstraction et ne considérer que le projecteur, dont la lumière est éventuellement canalisée par un rouleau de sopalin vide par exemple. Peut-être, pour se convaincre construire une boîte noire avec une boite à chaussures par exemple et éclairer une balle de ping-pong qui est à
l'intérieur uniquement par une lampe de poche placée devant un trou latéral. Il fait nuit derrière la balle et jour devant. Ceci étant dit, les saisons, c'est un autre problème.

L'atmosphère a bien un rôle de diffusion de la lumière autour de la terre (j'y reviens après) mais ça n'est pas la raison principale qui fait que derrière l'armoire, dans la classe éclairée par une seule lampe il y ait quand même de la lumière.
Dans ce dernier cas, il y a de la lumière tout simplement parce qu'elle se reflète sur les murs et le plafond de la classe suffisamment pour contourner l'armoire et venir derrière. Les murs ne sont pas des miroirs mais ils reflètent tout de même la lumière. S'ils ne la reflétaient pas, ils seraient perçus comme étant complètement noirs. En fait, on ne les verrait même pas sauf au bord, quand il y a une fenêtre...

On ne peut voir une chose que si l'œil reçoit la lumière en provenance de cette 'chose', donc si cette chose émet ou reflète de la lumière.
Si on pouvait supprimer les obstacles (les murs, le plafond, etc.) qui reflètent la lumière dans la classe, alors, par une nuit sans lune, derrière l'armoire il ferait noir. Il faudrait recouvrir les murs, le plafond et tous les objets de la pièce de velours noir mat pour faire correctement l'expérience.

Ceci dit, l'atmosphère terrestre diffuse quand même la lumière. C'est-à-dire que la lumière est déviée de sa trajectoire rectiligne pour aller dans d'autres directions. Cet effet est faible mais a des conséquences bien visibles : principalement le bleu du ciel et la lumière crépusculaire.
Sans atmosphère, une fois le soleil sous l'horizon, la nuit serait immédiatement présente, avec ses étoiles, et la lune dans ses bons jours. Ce n'est pas le cas parce que la lumière étant diffusée, elle arrive à contourner un peu la terre et nous prolonger le jour de quelques minutes à quelques heures selon la latitude et la saison où l'on se trouve. L'effet n'est pas suffisamment important pour éclairer toute la partie de la Terre qui ne voit pas le Soleil puisque la nuit finit par s'installer. Conséquence : le jour est plus long que la nuit si l'on appelle jour la période ou l'on voit confortablement sans s'aider d'une lampe.
L'autre aspect bien connu, le bleu du ciel vient du fait que l'atmosphère dévie plus facilement la partie bleue de la lumière que la partie rouge. Sans atmosphère, le ciel serait complètement noir en dehors de la direction du Soleil (et des étoiles). Avec l'atmosphère, des rayons de lumière qui ne nous étaient pas destinés, passant au-dessus de nos têtes dans l'atmosphère terrestre sont déviés, et le bleu étant plus déviéque le rouge, une impression de bleu domine. Pourquoi l'atmosphère diffuse la lumière ? C'est la présence des molécules d'oxygène et d'azote qui agissent sur la lumière et la devient. Dans la basse atmosphère, les particules de poussière en suspension ont probablement un rôle diffuseur par réflexion mais je suppose que c'est limité comme effet.