Atmosfer terdiri dari berbagai jenis gas dan partikel debu. Di dalam campuran partikel ini berpancarlah sinar matahari. Masing-masing warna dari cahaya matahari ini menempuh jalan yang berbeda. Lalu, bisa terjadi bahwa kita di bumi, di bawah sini kadang melihat terutama cahaya biru kadang pula melihat cahaya merah ( Di luar atmosfer bumi, di alam semesta, dimana tidak ada partikel, kemana cahaya dapat dipancarkan, cahaya matahari selalu putih berkilau dan berwarna hitam pekat).
Pada tahun 1880, ahli fisika Inggris Lord William Rayleigh sudah menemukan persyaratan mebuat langit biru. Dalilnya pada hakikatnya mengatakan bahwa sinar gelombang pendek-yakni biru dan hijau-yang terkandung dalam cahaya putih matahari dipancarkan jauh lebih kuat daripada sinar merah gelombang panjang. Akibatnya pada siang hari jauh lebih banyak cahaya biru dan hijau dari pada cahaya merah di mata kita. Oleh karena itu, langit tampak biru di mata kita dan karena bagian-bagian itu dipancarkan langsung dari sinar matahari, tampaklah matahari itu kuning. Tetapi, pada pagi hari dan petang hari, cahaya itu harus menempuh jalan yang jauh lebih panjang melalui atmosfer daripada jarak yang ditmpuh siang hari. Dalam jarak panjang ini cahaya biru dan hijau gagal menempuh perjalanan.
Hanya cahay jingga dan merah bergelombang panjang masih mampu sampai kepada kita lalu matahari dan langit tampak di mata kita merah jingga berkilau.
Oleh karena itu biru langit, merah pagi, dan merah petang semuanya mempunyai penyebab yang sama : Penebaran cahaya matahari pada partikel udara yang tak terbilang banyaknya. Jadi, kesempatan paling besar langit menjadi biru ialah ketika matahari berada tinggi di langit dan cahayanya menempuh jarak paling singkat ke bumi.
Prinsip yang sama berlaku juga dengan air di laut atau danau yang terlihat berwarna biru.
