La luce visibile di color bianco
proveniente dal Sole è composta dalla sovrapposizione di onde
elettromagnetiche di diverse lunghezza d'onda che variano dalla
radiazione che percepiamo come violetta, fino alla radiazione che ci
appare rossa, passando per il blu, verde, giallo, arancio. Le particelle
di polvere e le goccioline d'acqua presenti nell'atmosfera sono molto
più grandi della lunghezza d'onda della luce visibile: in questo caso la
luce viene riflessa in tutte le direzioni allo stesso modo,
indipendentemente dalla propria lunghezza d'onda. Le molecole di gas
hanno dimensioni inferiori e la luce si comporta diversamente a seconda
della sua lunghezza d'onda. La luce rossa ha una lunghezza d'onda
maggiore e tende a “scavalcare” le particelle più piccole senza
“vederle”; questa luce, dunque, interagisce molto debolmente con
l'atmosfera e prosegue la sua propagazione rettilinea lungo la direzione
iniziale. Al contrario, la luce blu ha una lunghezza d'onda inferiore e
si “accorge” della presenza delle molecole da cui è infatti riflessa in
tutte le direzioni. Quindi, nell'attraversare l'atmosfera, la maggior
parte della radiazione di maggior lunghezza d'onda prosegue la sua
traiettoria rettilinea. La luce rossa, arancione e gialla viene
influenzata solo in minima parte dalla presenza dell'aria. Al contrario,
la luce blu è diffusa in tutte le direzioni. In qualunque direzione si
osservi, parte di questa luce giunge ai nostri occhi. Il cielo,
pertanto, appare blu.