在地球上空，包裹着一層厚厚的大氣。但大氣是沒有顔色的，但是當太陽光進入大氣層後，大氣會将太陽光向四周散射。太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顔色的光組成的，其中紅光波長最長，紫光波長最短。波長比較長的紅光透射性最大，能夠直接透過大氣射向地面，橙、黃、綠光也比較容易透過大氣，而波長比較短的藍、靛、紫等顔色的光，卻很容易被大氣散射而無法透過大氣層。

　　光無論是在空氣、水或是其他介質中，總是沿着直線傳播。一旦遇到一個小的顆粒，就有一部分光線偏離原來的方向向四面八方傳播。這就是光的散射現象。　　在短波中，藍色光能量最大，散射出來的光波也最多，被散射的藍光布滿天空，就使天空呈現出了一片藍色。

既然波長越短散射越強，那麼天空的顔色就應該是紫色，但是，因為紫光波長太短，地球周圍的臭氧對太陽輻射的紫外線有強烈的吸收作用，因此能夠到達地面的紫光很少，再加上我們的眼睛對紫色不如藍色那樣敏感，所以雖然紫光比藍光波長更短，但我們看到的天空不是紫色而是藍色的。

在大氣污染的情況時，比如出現霧和霾時，天空總是能見度不佳且呈現白色。上文講到過光線遇到較小的氣體分子時發生的散射叫做瑞利散射，當光線碰到粒徑大小接近于或大于光線波長的粒子時，發生的散射叫米氏散射（或米散射）。與瑞利散射不同的是，米氏散射的強度幾乎與波長無關，而且光子散射後的性質也不會改變，因此經米氏散射後的光線呈現白色或灰色。在霧天或霾天時，空氣中懸浮着大量的水滴、煙、塵等顆粒，光線透過時主要是米氏散射，因此我們看到的總是白茫茫甚至是灰色的一片。

所以白天，太陽在我們的頭頂，當日光經過大氣層時，與空氣分子發生瑞利散射，因為藍光的瑞利散射比較強，所以天空呈現藍色。但是太陽本身及其附近卻呈現白色或黃色，這是因為在太陽與太陽周圍範圍内我們看到的光線大多是直射光而不是散射光，所以日光的顔色（白色）基本未發生改變。

當日落或日出時，太陽幾乎在我們視線的正前方，此時太陽光在大氣中要走相對長的路程，這時直射光中的藍光大多都被散射了，隻剩下了紅橙色的光，這就是為什麼日落時太陽附近呈現紅色。而此時的雲也因為反射太陽光而呈現紅色，這就和用紅色的光照在白紙上的道理一樣。注：瑞利散射是一種光學現象，屬于散射的一種情況。又稱“分子散射”。粒子尺度遠小于入射光波長時（小于波長得十分之一），其各方向上的散射光強度是不一樣的，該強度與入射光的波長四次方成反比，這種現象稱為瑞利散射。

米氏散射（Mie scattering），當大氣中粒子的直徑與輻射的波長相當時發生的散射。這種散射主要由大氣中的微粒，如煙、塵埃、小水滴及氣溶膠等引起。米氏散射的散射強度與頻率的二次方成正比，并且散射在光線向前方向比向後方向更強,方向性比較明顯。（感謝百度百科）

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