چرا آسمان آبی است؟ یا دقیقتر بپرسیم؛ چرا آسمان همه جا یک رنگ است؟ پاسخ در رنگین‌کمانی است که در تابش آفتاب پس از باران، مشاهده می‌کنیم.
هرچند رنگ‌های رنگین‌کمان، نتیجه عبور نور از میان ذرات آب است، اما رنگ آبی آسمان به دلیل نحوه عبور فوتون‌های نور از میان هوا است.
برای درک این پدیده باید به قوانین فیزیک و این که چگونه نور را می‌بینیم، اشاره کنیم. هنگامی‌که نور خورشید به جو زمین می‌رسد، ذرات کوچک نیتروژن و اکسیژن موجود در هوا آن را پراکنده می‌کنند.
نور خورشید از مجموع طیفی از رنگ‌های مختلف تشکیل شده که در ترکیب با یکدیگر به رنگ سفید درمی‌آیند و بنابراین تنها هنگامی که منتشر یا شکسته می‌شوند، می‌توانیم رنگ‌های مختلف آن را ببینیم.
رنگ‌های موج‌های کوتاهتر -بنفش و آبی- بیش از سایر رنگ‌ها پخش می‌شوند. به همین دلیل، هنگام پراکندگی و نسبت به سایر رنگ‌ها، رنگ آبی بیشتری به چشم ما می‌رسد.
ممکن است این سؤال را مطرح کنید که «پس چرا آسمان بنفش نیست؟» پاسخ این است که چشم انسان نسبت به رنگ آبی، حساسیت بیشتری دارد.
دلیل آن که ما در طول روز ستاره‌ها را نمی‌بینیم این است که نور آبی آسمان به مراتب درخشان‌تر از نور ستارگان است. به همین گونه، آبی آسمان در افق کمرنگ‌تر می‌شود زیرا نوری که از افق متصاعد می‌شود، باید راه بیشتری را در میان هوا بپیماید و به همین دلیل، بیشتر در جو پراکنده می‌شود.
رنگین‌کمان چه توجیهی دارد؟
درست مثل ذرات گاز در هوا، رنگین‌کمان‌ها هم هنگامی ایجاد می‌شوند که ذرات نور با قطرات آب -چه باران و چه فواره یا آبشار- پراکنده می‌شوند.
در مقایسه با هوا، نور درعبور از آب، آهسته‌تر حرکت می‌کند. به همین دلیل در حین وارد شدن به قطره آب، می‌شکند و طیفی از نور منتشر می‌کند.
آیا دریا آسمان را منعکس می‌کند؟
یک باور عمومی اما غلط این است که دریا آبی است زیرا آبی آسمان را منعکس می‌کند اما در واقع دریا به همان دلیل آبی است که آسمان.
هنگامی‌که نور خورشید به اقیانوس می‌تابد، رنگ‌های موج بلندتر طیف نور -قرمز، نارنجی، زرد و سبز- جذب می‌شوند و تنها آبی باقی می‌ماند.
مقدار آب هم عامل تعیین‌کننده دیگری در مقدار جذب نور است. هرچه آب کم‌عمق‌تر باشد، روشن‌تر و هرچه عمیق‌تر باشد، تیره‌تر است.
عامل دیگر، محتوای آب است. هرچه گل‌ولای یا جلبک در آب متراکم‌تر باشد، بر کیفیت نور آبی اثر می‌گذارد؛ زیرا نحوه جذب نور خورشید را تغییر می‌دهد.