تظهر السماء باللون الأزرق نهاراً نتيجة لتشتت ضوء الشمس (الأبيض) عند اصطدامه بجزيئات الغاز في الغلاف الجوي، وهو ما يُعرف بـ تشتت رايلي. تتشتت الأطوال الموجية القصيرة (الزرقاء والبنفسجية) أكثر من الألوان الطويلة (الحمراء)، ونظراً لحساسية عين الإنسان للون الأزرق أكثر من البنفسجي، نرى السماء زرقاء في كل الاتجاهات.
التفسير العلمي المفصل:
ضوء الشمس متعدد الألوان: يتكون ضوء الشمس الأبيض من جميع ألوان الطيف (قوس قزح)، حيث يمتلك كل لون طولاً موجياً مختلفاً.
ظاهرة تشتت رايلي: عندما يخترق ضوء الشمس الغلاف الجوي، تصطدم أشعته بجزيئات الهواء الدقيقة (الأكسجين والنيتروجين)، مما يؤدي إلى تشتت الألوان ذات الطول الموجي القصير (الأزرق والبنفسجي) في كافة الاتجاهات أكثر بكثير من الألوان ذات الطول الموجي الطويل كالأحمر والأصفر.
سبب اللون الأزرق وليس البنفسجي: على الرغم من أن اللون البنفسجي له طول موجي أقصر من الأزرق ويتشتت أكثر، إلا أن السماء تبدو زرقاء لأن الشمس تبعث كمية أكبر من الضوء الأزرق مقارنة بالبنفسجي، ولأن عين الإنسان أكثر حساسية للون الأزرق.
عوامل إضافية: في غياب الغلاف الجوي (كما هو الحال على القمر)، تبدو السماء سوداء، لأن تشتت الضوء لا يحدث.