اگر نور سفید را به منشور بتابانید، تمام رنگ‌های مختلف آن را خواهید دید. نوری که در چشم ما سفید به‌نظر می‌رسد، در واقع از رنگ‌های مختلفی تشکیل شده است.
هر رنگ را می‌توان به‌عنوان موج نوری با طول موج (یا اندازه) متفاوت در نظر گرفت. در محدوده کوچکی از طول موج‌هایی که می‌توانیم با چشم غیرمسلح ببینیم، موج‌های کوتاه‌تر آبی و بلندترها قرمز هستند. رنگ‌هایی مانند سبز، زرد و نارنجی بین انتهای آبی و قرمز طیف مرئی قرار دارند. باوجود این رنگ‌های متنوع، چرا آسمان آبی است؟ با ما همراه باشید تا دلیل آن را بدانید.
وقتی نور از خورشید به‌سمت ما می‌آید، امواج نوری با طول موج‌های مختلف از فضای خالی عبور می‌کنند. وقتی این امواج به جو زمین می‌رسند، با ذره‌های موجود در هوا مانند گرد و غبار، قطره‌های آب و بلورهای یخ تعامل می‌کنند.
از آن‌جایی که امواج نور مرئی بسیار کوچک هستند (کمتر از یک میلیونیم متر)، با مولکول‌های کوچک گاز که هوا را تشکیل میدهند نیز تعامل می‌کنند. امواج نور با برخورد به این ذره‌ها به اطراف پرتاب می‌شوند. وقتی امواج نور به جهت‌های مختلف پرش کنند، اصطلاحا می‌گوییم پراکنده شده‌اند.
چگونگی پراکنده شدن امواج نور شدیداً به اندازه ذره در مقایسه با طول موج نور بستگی دارد. ذره‌هایی که در مقایسه با طول موج نور کوچک هستند، نور آبی را بیشتر از نور قرمز پراکنده می‌کنند.
به‌همین دلیل مولکول‌های کوچک گازی که جو زمین را تشکیل میدهند (عمدتا اکسیژن و نیتروژن)، بخش آبی نور خورشید را در همه جهات پراکنده می‌کنند و باعث می‌شوند که آسمان را آبی ببینیم.
در محدوده مرئی نور، امواج نور قرمز کمتر از بقیه توسط مولکول‌های گازی جو پراکنده می‌شوند. بنابراین هنگام طلوع و غروب خورشید، یعنی زمانی که نور خورشید مسیر طولانی را در جو طی می‌کند تا به چشمان ما برسد، نور آبی تقریبا حذف می‌شود و بیشتر نور قرمز و زرد باقی می‌ماند.
نتیجه این است که نور خورشید هنگام طلوع یا غروب رنگ نارنجی یا قرمز به خود می‌گیرد که می‌توانیم انعکاس آن را از ابرها یا اجسام دیگر ببینیم.
ذره‌های کوچک گرد و غبار و آلودگی در هوا این رنگ‌ها را تشدید می‌کنند ولی علت اصلی آسمان آبی و غروب یا طلوع نارنجی و قرمز، پراکنده شدن امواج نور توسط مولکول‌های گازی تشکیل‌دهنده جو است.
| بیشتر بخوانید: کشف وجود حیات فراتر از زمین |
ذره‌های گرد و غبار بزرگ، نور را طوری پراکنده می‌کنند که خیلی تغییر نمی‌کند و رنگ خاصی ظاهر نمی‌شود. در نتیجه، آسمان غبارآلود یا آلوده معمولا بیشتر سفید مایل به خاکستری به‌نظر می‌رسد تا آبی.
به‌طور مشابه، قطره‌های ابر (معمولا ۱۰ میلیونم تا ۱۰۰ میلیونیم متر) بسیار بزرگ‌تر از امواج نور مرئی هستند و بنابراین نور را بدون تغییر رنگ زیاد پراکنده می‌کنند.
به‌همین دلیل است که نور پراکنده‌شده توسط ابرها همان رنگ نور ورودی را به خود می‌گیرد. مثلا ابرها هنگام ظهر سفید یا خاکستری و هنگام طلوع یا غروب خورشید، نارنجی یا قرمز به‌نظر می‌رسند. به‌این ترتیب، ابرها را می‌توان بومی در نظر گرفت که رنگ‌های طبیعت روی آن نقاشی می‌شوند. به‌همین دلیل است که غروب یا طلوع خورشید با حضور ابرها بسیار زیباتر است.
