Во-первых, интенсивность излучения Солнца в фиолетовом спектре меньше, чем в синем. Во-вторых, человеческий глаз более чувствителен к синему цвету, чем к фиолетовому. Физическое объяснение зависимости I~1/λ4 состоит в том, что рассеянный свет является вторичным излучением электронов атомных оболочек, возбуждаемым падающим светом. Интенсивность этого излучения тем больше, чем больше частота падающего света, то есть, чем короче его длина волны. В 1899 г. Рэлей показал, что рассеяние солнечного света и разделение его на цветовые компоненты – дело молекул атмосферных газов и что «даже в отсутствие посторонних частиц в воздухе небо все равно было бы голубым». Таким образом, голубой цвет неба в значительной степени обусловлен неоднородностями атмосферы, вызванными флуктуациями ее плотности вследствие статистического теплового движения частиц.
В общем случае, рассеяние света определяется обеими причинами: оптической неоднородностью мутных сред и флуктуациями плотности в чистых средах. Итак, голубой цвет неба днем объясняется рассеянием света на неоднородностях среды, вызванных флуктуациями плотности среды и наличием инородных частиц. Желто-красный цвет неба на закате и восходе объясняется большим расстоянием от рассеивающего объема до точки наблюдения и большим количеством частиц примесей в атмосфере. Более насыщенный, чем днем, цвет неба в сумерках в зените связан со свойством озонового слоя, поглощать излучение красной части спектра. При прохождении света под малым углом к озоновому слою вследствие более сильного, чем в дневное время (когда путь, проходимый светом меньше) поглощения излучения большей длины волны, рэлеевское рассеяние испытывает «более синий» свет. Поэтому сумеречное небо в зените имеет более насыщенный синий цвет». [3], [4], [5]
Для школьников средней школы подобная информация изложена в еще более простой форме: «Почему небо синее? Небо имеет голубой