Was unsere Augen sehen, ist die Wahrnehmung reflektierter Strahlung im sichtbaren Bereich. Ohne Atmosphäre erschiene uns die Sonne als eine gleißende Scheibe, der Himmel wäre schwarz. Erst durch die Streuung der Sonnenstrahlen an unendlich vielen Molekülen und Partikeln der Atmosphäre erhält der Himmel seine Färbung. Die Reflexion der Lichtstrahlen an Gegenständen macht diese erst für uns sichtbar.
Das sichtbare Sonnenlicht besteht aus Strahlung unterschiedlichster Wellenlängen, die ein Farbspektrum von Violett und Blau über Grün und Gelb zu Rot ergeben. Das weiße Licht entsteht durch die Mischung dieser Farben. Der englische Physiker Lord Rayleigh konnte 1871 nachweisen, daß das Sonnenlicht an den Luftmolekülen in alle Richtungen gestreut wird. Weiterhin zeigte er, daß die kurzwelligen Lichtstrahlen (also Violett und Blau mit Wellenlängen L=0,38 bis 0,45 µm) an diesen kleinen Partikeln stärker gestreut werden als das langwellige Licht (Orange und Rot, L=0,65 bis 0,75 µm).
Die Streuung des Lichtes nimmt also mit abnehmender Wellenlänge zu. Das Himmelsblau ergibt sich als gewichtetes Mittel aller gestreuten Strahlung des sichtbaren Bereiches, in dem der kurzwellige Blau-Anteil überwiegt. Umgekehrt beruht auch die Rotfärbung der tiefstehenden Sonne auf diesem Effekt, da aufgrund des langen Weges durch die Atmosphäre die Blau- und Grünanteile aus der direkten Sonnenstrahlung herausgestreut werden und Orange und Rot überwiegen.
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