Мы видим голубое небо из-за того, что атмосфера взаимодействует с солнечным светом. Белый свет, включая солнечный, состоит из множества разных цветов, каждый со своей длиной волны, и при контакте света с чем-то более-менее материальным, могут возникнуть разные вещи.
Например, если солнечный свет проходит через прозрачный материал, такой как вода, световые волны будут преломляться или изгибаться, потому что свет меняет скорость, когда переходит из одной среды (воздуха) в другую (воду). Белый свет разбивается на составные цвета, потому что разные длины волн преломляются под разными углами и цвета движутся с разной скоростью.
Хотя, некоторые объекты, такие как зеркала, отражают свет в одном направлении, другие могут привести к рассеянию света во многих направлениях.
Синева неба является результатом определенного типа рассяния, называемого рэлеевским рассеянием, что относится к селективному рассеянию света от частиц, которые не превышают одной десятой длины волны света.
Важно отметить, что рэлеевское рассеяние в значительной степени зависит от длины волны света, причем излучение с более низкой длиной волны, рассеивается сильнее. В нижних стоял атмосферы маленькие молекулы кислорода и азота рассеивают коротковолновый свет, такой как синий и фиолетовый, в гораздо большей степени, чем длинноволновый свет, такой как красный и желтый. Фактически, рассеяние 400-нанометрового света (фиолетового) в 9,4 раза больше рассеяния света 700 нм (красного).
Хотя, атмосферные частицы рассеивают фиолетовый больше, чем синий (450 нм), небо кажется синим, потому что наши глаза более чувствительны к синему цвету и потому, что часть фиолетового света поглощается в верхних слоях атмосферы.
Во время восхода солнца или заката, солнечный свет должен пройти через атмосферу продольно, чтобы достичь ваших глаз. Соответственно, еще больше синего и фиолетового света рассеивается, позволяя красному и желтому доминировать.
