Почему небо кажется голубым!

Главная причина — рэлеевское рассеяние света в атмосфере. Вот как это работает, шаг за шагом:

Солнечный свет «многоцветный». Хотя нам он кажется белым, на самом деле это смесь волн разной длины — весь видимый спектр: от красного до фиолетового.

Атмосфера состоит из молекул газов (азота, кислорода) и мелких частиц. Когда солнечный свет попадает в атмосферу, он сталкивается с этими молекулами.

Короткие волны рассеиваются сильнее. Интенсивность рассеяния обратно пропорциональна четвёртой степени длины волны (I∼1λ4I∼λ41​). Это значит, что голубой и фиолетовый свет (у них короткая волна) рассеиваются намного сильнее, чем красный или жёлтый.

Мы видим рассеянный свет со всех сторон. Из-за сильного рассеяния голубые волны «разлетаются» по всему небу, и именно их мы видим, когда смотрим вверх.

Почему не фиолетовое? Фиолетовый свет рассеивается даже сильнее голубого, но есть две причины, почему небо не кажется нам фиолетовым:

Глаз менее чувствителен к фиолетовому. У наших рецепторов (колбочек) пик чувствительности ближе к сине‑голубому диапазону.
Часть фиолетового света поглощается в верхних слоях атмосферы (например, озоном).

Простая аналогия
Представь, что ты бросаешь мелкие камешки (короткие волны) и большие мячи (длинные волны) в толпу людей. Камешки будут постоянно сталкиваться с людьми и разлетаться во все стороны, а мячи — прокатываться почти без помех. Так и короткие световые волны «натыкаются» на молекулы воздуха и рассеиваются, заполняя небо голубым светом.