почему небо синее. обьяснить научно

Да, проблема. Всё таки есть вещи, которые невозможно легко объяснить.
Может, так прямо и сказать, что красный свет через небо проходит хуже синего, и поэтому его остаётся меньше. Достаточно верно и довольно просто выражено.
У детей очень часта реакция на объяснение первого слоя причин как на исчерпывающее объяснение.
У Перельмана были книги - "Занимательная физика", например. Возможно, наличие таких книг было бы в вашем случае хорошим способом уменьшить число вопросов... лёгких. Сменив их более сложными :)

копирнул из ранее опубликованного.... Leonid Высший разум (376346) 7 лет назад
Ух ты. полнедели продержались без этого вопроса!

Значит, для Вархота специально: голубой цвет неба НЕ СВЯЗАН с показателем преломления.
А вообще сам эффект о того, что у неба есть цвет, - это чисто термодинамика. Потому что воздух - это много-много молекул и потому что они как попало движутся. И раз они движутся именно как попало, то можно взять какой-нидь маленький объём воздуха (скажем 1. куб. микрон) и посмотреть, сколько в нём молекул. Так вот - в нём всё время РАЗНОЕ число молекул из-за их беспорядочного движения. Нагляднее всего взять объём, приходящийся на одну молекулу: тогда она там то есть, то нет. Это называется флуктуацией плотности. То есть в данном объёме воздуха (тот же 1 куб. микрон) всё время разное количество этого воздуха - что и есть разная плотность. А раз плотность всё время и ВЕЗДЕ разная - то воздух для света является оптически неоднородной средой (мутный, по-простому) . И на этих неоднородностях свет рассеивается, причём тем сильнее, чем короче длина волны (степень рассеяния обратно пропорциональна 4-й степени длины волны) . ВОТ ПОЭТОМУ синие и фиолетовые лучи рассеиваются гораздо сильней, чем красные. А не из-за преломления.
Ну а что такое небо? Это вид на воздух сбоку (вид прямо - это прямо на Солнце) . А сбоку виден именно тот свет, которые рассеивается.

Покажите ему фотографии горных массивов, где горы постепенно голубеют при удалении. Это очень наглядно и вопрос наполовину разрешается уже.