하늘
하늘의 색은 확산 일사의 결과이다. 양지 바른 날에 지구의 하늘은 보통 파란색의 그래디언트 - (레일리 산란으로 인해) 천정(天頂)에서는 어둡고, 지평선 근처에서는 밝은 - 로 보인다. 하늘의 색은 일출과 일몰 동안에는 주황색과 붉은색으로 바뀌고, 밤에는 검은색이 된다. 낮 동안에는 하늘에 해가 보이고, 그렇지 않으면 구름으로 덮여있다. 밤 (그리고 어느 정도는 낮 동안까지) 동안에는 하늘에 달과 별들이 보인다. 하늘에 보이는 몇몇 자연적인 현상들에는 구름, 무지개, 오로라가 있다. 번개도 폭풍이 치는 동안 하늘에 보인다고 할 수 있다. 인간 활동의 결과로, 낮에는 스모그와 밤에는 밝은 빛이 큰 도시 위에서 종종 보인다 (광공해를 보라). 사람들은 새, 비행기, 연도 하늘에서 난다고 말하기도 한다.
레일리 산란
레일리 산란()은 전자기파가 파장보다 매우 작은 입자에 의하여 탄성 산란되는 현상이다. 빛이 기체나 투명한 액체 및 고체를 통과할 때 발생한다. 대기 속에서의 태양광의 레일리 산란은 하늘이 푸르게 보이는 주된 이유다. 공기중의 입자 (주로 산소나 질소)는 가시광선 빛의 파장크기 보다 훨씬 작기 때문이다. 빛이 그의 파장보다 작은 입자를 만날 경우, 빛은 모든 방향으로 산란된다. 따라서 하늘이 파란건 파란빛이 붉은빛 보다 훨씬 더 많이 산란되기 때문이다. 반대로 일출이나 일몰 때 하늘이 붉은것도 이로 설명할 수 있다. 해질 무렵과 해뜰 무렵에 태양 빛은 더욱 먼 거리를 통과해야 하기 때문에 푸른빛은 거의 다 산란되기 때문에, 지구에 직접 도달하는 빛은 붉은색이나 주황색을 띠게 된다.