太阳光是由红、澄、黄、绿、蓝、靛、紫七种光所组成，蓝色是短波段中能量最大的，被大气中的微粒散射，因此呈现出天空蔚蓝的颜色，其蓝色的深浅与气团性质有着直接的关系。

太阳发出的白色光包含了彩虹色的所有颜色。牛顿利用多棱镜分离得到了不同的颜色并制成色谱证明了这一点。不同颜色光线具有不同的光波的波长。可见光色谱范围跨越最长720nm的红光到最短的380nm的紫光，其中包含橘黄，黄，绿，蓝和靛蓝的光波波长。人眼视网膜上的色彩接收器对于红绿蓝三种颜色有较强的接收能力，三种颜色的组合形成了人眼的色觉。

丁达尔效应

丁达尔在1859年提出的丁达尔效应奠定了我们能够正确解释天空颜色的最初几步。他发现，当光线通过具有小微粒的透明悬浮液的时，光波较短的蓝色光线比红色光线具有更强的散射现象。当一束白色光线入射到盛有肥皂水或者牛奶与水的水箱当中。从水箱的侧面看去，可以观察到光柱在途中产生了蓝光散射的现象，在光柱出射端，光线在经过水箱之后变成了红色。光线的偏振极化现象也可以通过偏振滤光片来观察，其道理可类比于我们戴上偏光太阳眼镜后可以看到颜色加深的深蓝色的天空。

我们把如上现象称为丁达尔效应，对于物理学家来说他们也把这种现象称作瑞利散射，以为散射现象做出详细解释的瑞利男爵的名字命名。瑞利男爵发现，在存在充分散射粒子的前提下，散射光线的量与光波长的四次方成反比。由此推知，蓝光的散射量是红光的(700/400)4 ~= 10倍。

为什么天空是蓝色而不是紫色？

既然波长越短散射越强，那天空应该是紫色，因为紫色的光波长最短，其实，正是因为紫光波长太短，地球周围的臭氧对太阳辐射的紫外线有强烈的吸收作用，因此能够到达地面的紫光很少，再加上我们的眼睛对紫色不如蓝色那样敏感，所以虽然紫光比蓝光波长更短，但我们看到的天空不是紫色而是蓝色的。

为什么有时天空不是蓝色而是白茫茫的？

在大气污染的情况下，比如出现雾和霾时（雾和霾是两个完全不同的概念），天空总是能见度不佳呈现白色。上文讲到过光线遇到较小的气体分子时发生的散射叫做瑞利散射，当光线碰到粒径大小接近于或大于光线波长的粒子时，发生的散射叫米氏散射（或米散射）。与瑞利散射不同的是，米氏散射的强度几乎与波长无关，而且光子散射后的性质也不会改变，因此经米氏散射后的光线呈现白色或灰色。在雾天或霾天时，空气中悬浮着大量的水滴、烟、尘等颗粒，光线透过时主要是米氏散射，因此我们看到的总是白茫茫甚至是灰色的一片。