空気は透明、太阳光は无色なのに、なぜ空は青く见えるのでしょう。
また、いつもは青い空が、朝や夕方に赤くなるのはなぜなのでしょう。
光には青い光や赤い光があります。青い光は「波长」が短く、赤い光は波长が长くなっています。波长が短いほど、光は强く「散乱」されます（青い光は强く散乱されます）。
日中は、散乱の强い青が强调されて空は青く见えます。朝夕は、光が大気层を长く通过するので青は散乱されきってしまい、散乱しにくい赤やオレンジが强调され、空は赤く见えます。
光は波の性质を持ちます。水の波でも、平行に进む波纹が波の动き（波长）よりも大きな障害物にあたった场合、よく见ると、波纹が障害物の背后に回り込んでいく现象が见られます。波である光にも、同じ现象が见られます。このような、波长より大きな障害物にあたって、光の波形が変化する现象を「回折」といいます。また、波である光は、大気中で波长よりも小さな粒や分子などにあたるとそれらを振动させ、粒や分子が波动を“中継”するかたちで改めて同じ波长の光を周囲に放出します。この现象を、光の「散乱」といいます。
19世纪末までは、光は大気中のチリや水滴にあたって散乱していると考えられていました。ところが、チリや水滴は光の波长より大きいのです。光の散乱は、光の波长より小さい物体に光があたると発生します。そこで、空気中の窒素や酸素の分子にあたって散乱していると结论づけたのがレイリー（イギリスの物理学者?1842-1919）です。散乱にもいろいろ种类がありますが、この空気中の分子による散乱などを特に「レイリー散乱」というのはそのためです。
光には、青い光や赤い光があります。一般の光は、いくつもの光が组み合わさっているもので、それぞれの光はそれぞれの波长を持っています。この光を波长の成分で分解したものを「スペクトル」といいますが、青い光は波长が短く、赤い光は波长が长くなっています。空が青いのは、波长が短いほど「散乱」は强くなるため、青い光が赤い光よりずっと强く散乱されるからなのです。（もっと波长の短い紫が见えないのは人间の目が紫を感じにくいためです。）朝と夕方の空が赤くなるのは、太阳の光が突き抜ける大気层の距离と道筋に関係があります。
通过する大気层の距离が长くなるので青い光は散乱されきってしまい、逆に散乱されにくい赤やオレンジの色が强调されて人间の目に届くためです。
レイリー散乱では、散乱光の强度は波长の4乗に反比例します。赤い光の波长は、青い光の波长の约2倍ですから、散乱は约16倍も弱いことになるのです。またレイリーは、散乱は光の进行方向に最も强く、直角方向でその2分の1になることも発见しています。日中の太阳は真上にあるので、上向きに空を见ている人间の目には最も光の散乱が强い状态となり、「青い空が见える」ということになります。ちなみに、光の波长と、空中に浮いている水滴やエアゾールなど粒の大きさがほとんど等しいときは、「ミー散乱」します。この场合の散乱の强さは波长と関係がありません。云が白く见えたり、大気汚染があると空が白っぽく见えるのはこのためです。
