La diffusion Rayleigh, un phénomène provoqué par l'interaction entre la lumière solaire et les molécules de l'atmosphère terrestre, entraîne l'apparition d'une atmosphère bleue pendant la journée. La diffusion des ondes lumineuses se produit lorsqu'elles entrent en contact avec des particules plus petites que leur longueur d'onde. Dans l’atmosphère, ces particules sont principalement des molécules d’azote et d’oxygène, abondantes.

Lorsque la lumière du soleil, qui comprend un spectre de couleurs, pénètre dans l’atmosphère terrestre, les molécules d’azote et d’oxygène interagissent avec les composantes de longueur d’onde plus courte de la lumière visible, principalement la lumière violette et bleue. Les longueurs d’onde plus courtes sont diffusées plus efficacement dans toutes les directions en raison de leur énergie plus élevée. En conséquence, la lumière bleue diffusée est visible sous différents angles, donnant au ciel son aspect bleu caractéristique.

Les autres couleurs du spectre visible, comme le rouge, l’orange et le jaune, ont des longueurs d’onde plus longues et sont moins dispersées. C’est pourquoi nous voyons ces couleurs principalement au lever et au coucher du soleil, lorsque la lumière du soleil doit parcourir un trajet plus long dans l’atmosphère pour atteindre nos yeux. Les molécules atmosphériques supplémentaires qu’il rencontre augmentent la diffusion des longueurs d’onde plus courtes, laissant les longueurs d’onde plus longues restantes dominer, créant des teintes rouges et orange vibrantes.