Warum ist der Himmel am Tag blau?

Nachts ist der Himmel dunkel. Wenn die Sonne aufgeht, erhellt sie den ganzen Himmel. Die Atmosphäre der Erde streut das Licht der Sonne, das aus den Spektralfarben besteht, was sehr schön bei einem Regenbogen zu sehen ist.
Diese Streuung ist von der Farbe, also der Wellenlänge, abhängig. Blaues Licht ist kurzwelliger, als zum Beispiel rotes und wird stärker gestreut. Es verteilt sich über den ganzen Himmel, der dadurch blau ist.
Für die Streuung des Lichts gilt das Gesetz der Rayleigh Streuung. Gefunden wurde dieses Gesetz im 19. Jahrhundert vom 3. Baron Rayleigh (1842-1919). Es besagt, dass je kleiner die Wellenlänge ist, die auf ein Luftmolekül (Teilchen klein im Vergleich zur Wellenlänge) trifft desto, stärker wird sie gestreut. Am Morgen und am Abend steht die Sonne tief am Himmel, und der Weg, den das Licht durch die Atmosphäre zurücklegen muß, bevor es beim Betrachter ankommt, ist wesentlich weiter. Das kurzwellige blaue Licht wird dann bereits nach kurzer Strecke von den Molekülen abgefangen, und bei uns kommt nur noch der langweilige rote Anteil an.

Sind mehr Staubpartikel in der Luft, werden auch die langweiligen Anteile des Sonnenlichts stärker gestreut. Der Himmel ist weiß und trüb.
Direkt über uns legt das Licht einen kürzeren Weg durch die Atmosphäre zurück und wird an weniger Luftmolekülen gestreut. So ist der Himmel im Zenit dunkler als näher am Horizont.

Und auf anderen Himmelskörpern: