天空明明是蓝色的，为什么落日却是红色的？
天空为什么是蓝色？夕阳为什么是红色？实际上这些都是物理现象，由于太阳光在穿过大气层时，空气分子会对阳光产生一种被称为“瑞利散射”的物理过程，波长越短的光，被散射的越厉害，因此导致了天空整体呈现蓝色，夕阳呈现红色等现象。
实际上在瑞利散射被提出之前，人们普遍认为天空的颜色与丁达尔效应有关，说起丁达尔效应，不少朋友都应该有印象，中学化学课上就学过，人们用这个效应来区分溶液和胶体，当光线穿过胶体时，会在光线路径上产生一条明亮的通路，而溶液则不会(背后的原因就是光在胶体内部发生了散射现象，虽然溶液也可以发生此现象，但过于微弱)。
因此当时的科学家为了解释天空为什么蓝色这个问题，就将丁达尔效应强行应用到大气上去，认为光线在穿过大气层时，会遇到空中的尘埃、小冰晶、水珠等众多的小颗粒，而阳光是一种复合光，在发生散射时，短波会更容易，而短波恰好对应的颜色是偏蓝的，所以天空呈现蓝色。(实际上对于尘埃、小冰晶等这些尺寸有些大的小颗粒，散射效应并不是很强，但理论上，散射现象也是存在的，因此从这个角度看来，用丁达尔效应解释，也算说得过去)
不过按照这个理论来讲，干旱地区与潮湿地区的天空颜色应该会有明显差异，因此不同地区所对应的大气环境并不是完全一致的，大气中的尘埃、小冰晶、水珠等数量都大有不同，因此如果用丁达尔效应解释的话，不同的地区的人们所看到的天空颜色应该是不一致的，然而事实却不是这样，不论是干旱、潮湿、严寒、酷暑，所有人看到的蓝天基本都是一个色调，这又该如何解释呢？
约翰·威廉·斯特拉特，瑞利男爵
直到瑞利散射被科学家发现，这个问题才得到了合理解释。简单来说，散射现象不仅出现在类似尘埃等小颗粒身上，对于气体分子同样会发生散射，并且散射量与波长的四次方成反比，或者说与频率的四次方成正比。
那这样导致的结果就是蓝光更容易散射，考虑这样一个场景，正午时分，太阳光穿过大气照射到地面，由于瑞利散射，蓝光在大气层中四处传播，最后再传播到人眼中，于是天空自然就是成了蓝色。
然而这个过程中太阳光经过的大气厚度比较薄，因此蓝光散射的不多，所以太阳本身包括四周的天空都不会显示红色，然而到了傍晚，太阳快落山时，光线穿过的大气层比较厚，因此蓝光散射的多，于是红光就比较明显了，这就是所谓的夕阳。
白天，太阳在头顶，当太阳光经过大气层时，与空气分子（其半径远小于可见光的波长）发生瑞利散射，因为蓝光比红光波长短，瑞利散射发生得比较激烈，被散射的蓝光布满了整个天空，从而使天空呈现蓝色。
但是太阳本身及其附近呈现白色或黄色，是因为此时看到更多的是直射光而不是散射光，所以日光的颜色（白色）基本未改变——波长较长的红黄色光与蓝绿色光（少量被散射了）的混合。
但因为人眼对不同颜色的敏感度不同，以黄绿色敏感度最高，往两边呈钟形分布，因此人眼对蓝色的敏感度远大于紫色，所以即使散射的可见光波长中紫光能量最高，人眼看起来仍是蓝色。
当日落或日出时，太阳几乎在我们视线的正前方，此时太阳光在大气中要走相对很长的路程，所看到的直射光中的蓝光大量都被散射了，只剩下红橙色的光，这就是为什么日落时太阳附近呈现红色，而云也因为反射太阳光而呈现红色，但天空仍然是蓝色的，只能说是非常昏暗的蓝黑色。
如果是在月球上，因为没有大气层，天空即使在白天也是黑的。
