А почему небо голубое?

В основном цвет неба определяется зависимостью рассеяния света на молекулах воздуха от длины волны . Электрическое поле падающего света возбуждает электроны в молекуле, которые в свою очередь излучают свет. В результате солнечный свет рассеивается. Свет с меньшей длиной волны (синяя область спектра) рассеивается сильнее, чем свет с большей длиной волны (красная область спектра) . Поэтому, когда солнце близко к горизонту, небо над наблюдателем в основном голубое.

Здравствуйте!
Солнечные лучи, поступая из космоса, под действием газов атмосферы начинают рассеиваться, причём происходит этот процесс по оптическому Закону Релея - молекулярного рассеяния света в газах. А закон Релея гласит о том, что интенсивность рассеяния радиации зависит от обратной четвёртой степени дины волны, т. е. рассеиваются сильнее более короткая (сине-голубая) часть спектра. Именно по этой причине небосвод имеет сине-голубой цвет (если он не загорожен облаками) . Поэтому небосвод будет иметь различные оттенки сине-голубого цвета в любой газовой атмосфере любой планеты (если небосвод не «загорожен» облаками) и яркость небосвода будет зависеть от плотности атмосферы: если атмосфера имеет большую плотность, небосвод будет ярко-голубым и звёзд будет днём не видно. А если атмосфера будет иметь малую плотность (как На Марсе) – небосвод будет тёмно-синим с просвечивающими звёздами (как при заходе Солнца или на большой высоте над Землёй) . При наклонном движении солнечного луча через атмосферу, когда Солнце находится низко над горизонтом (на закате или восходе) , длина луча до Вас при его прохождении через атмосферу увеличивается в десятки раз и поэтому на таком длинном пути луча через атмосферу почти вся коротковолновая (сине-голубая) часть спектра рассеивается и не доходит до поверхности Земли и остаётся "дошедшая до Вас" только длинноволновая, жёлто-красная часть спектра - именно такой цвет и приобретает небосвод, но только том месте, где Вы находитесь, наблюдая Закат или Восход. Кстати, свойство жёлто-красных лучей далеко проникать через атмосферу не рассеиваясь, используется людьми для сигналов опасности на всех видах транспорта (красный) чтобы он был дальше виден в условиях ухудшенной видимости, а жёлтые фары - используются для улучшения подсветки дороги при плохой видимости на дороге (так называемые "противотуманные" фары) .
А ночью, в тени Земли, освещение атмосферы солнечными лучами прекращается, рассеянная сине-голубая радиация от атмосферы отсутствует и атмосфера становится прозрачной и Вы видите "чёрный" космос (таким его видят и космонавты с орбиты над атмосферой) и звёзды, которые из за рассеянной атмосферной радиации не видны у поверхности Земли днём (но на высоте полёта более 15 км из за ослабления рассеянной радиации становятся видны и звёзды и Солнце одновременно и днём) . Всего Вам доброго.

преломление фотонов солнечного света молекулами воды и воздуха ( короче атмосферой ) Не за что.

Когда солнечный свет проникает сквозь атмосферу, газы, которыми насыщен воздух, разлагают белый свет на его составные части - спектр: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Получается, что среди этих цветов полоса голубого и синего цвета преобладает, поэтому-то небо и кажется голубым.
П. с. А на Луне небо черное, т. к. там нет атмосферы ;)

Но этот вопрос несомненно заслуживает большего внимания. Какая, к примеру, часть неба окрашена в наиболее яркий голубой цвет; почему не все небо имеет одинаковый оттенок? Действительно ли цвет дневного неба соответствует предсказываемому теорией Рэлея? Почему ночное небо при полной луне не бывает голубым? На чем рассеивается солнечный свет, создавая голубую окраску дневного неба? Было ли бы небо столь же голубым, если бы частицы, на которых происходит рассеяние, имели бы много большие или много меньшие размеры? Почему, наконец, небо на Марсе голубое только в пределах нескольких градусов над горизонтом, остальная же его часть черная?

Вопрос “почему небо голубое? ” смело можно отнести к разряду самых стандартных физических вопросов. Физики обычно отмахиваются от него, бормоча что-то насчет рэлеевского рассеяния.

благодаря химическому составу и нахождения в нем озона. ​озон сам по себе газ голубого цвета