يبدو لون السماء أزرقًا نتيجة تفاعل الضوء مع جزيئات الغازات والأبخرة في الغلاف الجوي للأرض عندما ينعكس الضوء من الشمس على جزيئات الهواء في الغلاف الجوي، يحدث تشتت الضوء، حيث يتم تفريق الألوان بشكل منفصل، وينثني الضوء بزوايا مختلفة.
وتبقى الألوان ذات الطول الموجي القصير مثل اللون الأزرق في الجزيئات الهوائية الصغيرة، وتبدو السماء باللون الأزرق بشكل رئيسي بسبب ذلك.
بينما ينثني اللون الأحمر والأصفر بزوايا وبما أن العين البشرية تستجيب بشكل أكبر للألوان ذات الطول الموجي القصير، فإننا نرى السماء باللون الأزرق.
يمكن تفسير الظاهرة نفسها عندما يظهر الغروب أو الشروق، حيث يصبح لون السماء باللون الأحمر أو البرتقالي بسبب أن الشمس تشتت بشكل أكبر من الألوان ذات الطول الموجي القصير عند الغروب أو الشروق.
إضافة إلى ذلك، يتم تفريق الضوء الأزرق بشكل أكبر بسبب تردد اصطدامه مع جزيئات الأكسجين والنيتروجين في الغلاف الجوي، والتي تتواجد بكثرة في الغلاف الجوي.
بينما تكون جزيئات الغبار والدخان والأبخرة والرطوبة في الجو لها أحجام جزيئية أكبر، مما يؤدي إلى تشتت الألوان ذات الطول الموجي الأطول، مثل اللون الأحمر والبرتقالي والأصفر، وبالتالي فإنها لا تتأثر بشكل كبير بتشتت الضوء ولا تظهر بشكل واضح في السماء.
لذلك، يبدو لون السماء الأزرق في النهار بسبب تشتت الضوء الأزرق بشكل أكبر في الغلاف الجوي، بينما يظهر اللون الأحمر والأصفر في الغروب والشروق بسبب تشتت الضوء الأقل بسبب زاوية دخولها على الغلاف الجوي في تلك الأوقات.
