Небо выглядит голубым по той причине, что воздух рассеивает свет с
короткой длиной волны сильнее длинноволнового излучения света.
Интенсивность рассеяния Релея, обусловленного флуктуациями количества
молекул газов воздуха в объемах, соизмеримых с длинами волн света,
пропорционально 1/λ4, λ - длина волны, т. е. фиолетовый участок видимого
спектра рассеивается приблизительно в 16 раз интенсивнее красного. Так как
излучение синего цвета имеет более короткую длину волны, в конце
видимого спектра, он больше рассеивается в атмосфере, чем красный.
Благодаря этому участок неба вне направления на Солнце имеет голубой
цвет (но не фиолетовый, так как солнечный спектр неравномерный и
интенсивность фиолетового цвета в нём меньше, а также вследствие
меньшей чувствительности глаза к фиолетовому цвету и большей к синему,
который раздражает не только чувствительные к синему цвету колбочки
в сетчатке, но и чувствительные к красным и зеленым лучам).
Во время заката и рассвета свет проходит по касательной к земной
поверхности, так что путь, проходимый светом в атмосфере, становится
намного больше, чем днём. Из-за этого бо́льшая часть синего и даже
зелёного света рассеивается из прямого солнечного света, поэтому прямой
свет солнца, а также освещаемые им облака и небо вблизи горизонта
окрашиваются в красные тона.
Вероятно, при другом составе атмосферы, например, на других планетах
цвет неба, в том числе и при закате светила, может быть другим.
Например, цвет неба на Марсе красновато-розовый.
Рассеяние и поглощение — главные причины ослабления интенсивности
света в атмосфере. Рассеяние меняется как функция от отношения
диаметра рассеивающей частицы к длине волны света.
