Odgovor je seveda preprost.
Svetloba se pri potovanju skozi plin malo razprši. Zanimiva lastnost sipanja svetlobe na molekulah v plinu je, da se v njih svetloba s krajšo valovno dolžino razprši bolj od tiste z daljšo. Tako sipanje imenujemo Rayleighevo in je značilno za primer, ko je valovna dolžina sipane svetlobe mnogo večja od dimenzije sipalca (v našem primeru molekule v zraku). Pri Rayleighevem sipanju se tako modra svetloba razprši bolj kot rdeča. Če posvetimo z belim žarkom (v beli svetlobi so vse barve zastopane enako) skozi plin, se iz njega najbolj razprši modra svetloba, zato žarek postaja vedno bolj rdečkast, plin pa je od daleč videti modrikast:
Z našim nebom se dogaja natanko isto. Na poti skozi atmosfero se modra svetloba siplje bolj kot rdeča. Modra barva neba ni torej nič drugega kot na molekulah v zraku razpršena sončna svetloba.
S tem pojavom si lahko razložimo tudi, zakaj je zahajajoče sonce rdeče. Ob sončnem zahodu je pot žarkov skozi atmosfero veliko daljša kot čez dan. Modra svetloba se razprši in v žarkih z zahajajočega Sonca ostane pretežno le še rdečkasta svetloba. Sonce zato ob zahodu vidimo rdeče. Poleg molekul zraka razpršijo svetlobo tudi razni prašni delci, ki se nahajajo v zraku. Le ti lahko svetlobo sipljejo različno, glede na to kako veliki so, in zato morda niti ne ubogajo frekvenčne odvisnosti za Rayleighevo sipanje. V glavnem pa velja, da so sončni zahodi in sončni vzhodi še posebno intenzivni po velikih vulkanskih izbruhih, ko se poveča število prašnih delcev v atmosferi. Barvni vzorci, ki jih vidimo pri posameznem sončnem zahodu pa so posledica skupnega učinka Rayleighovega sipanja in sipanja na prašnih delcih, ki se tedaj nahajajo v zraku.
Za najbolj natančne še nekaj podatkov:
Za tako imenovano “Rayleighevo sipanje” svetlobe na sipalcih, ki so manjši kot je valovna dolžina same svetlobe, velja, da je jakost sipanja obratno sorazmerna s četrto potenco valovne dolžine:
| jakost sipanja je sorazmerna | 1 — l4 |
Valovna dolžina modre svetlobe je približno 420nm, rdeče pa 750 nm, zato se modra svetloba siplje približno 10 krat bolj od rdeče:
| jakost sipanja modre —————————– jakost sipanja rdeče |
= ( | lrdeča ——— lmodra |
)4 = ( | 750nm ——— 420nm |
)4 =10 |
(Jure Derganc in Jure Zupan)
