Ánh sáng khả kiến (ánh sáng nhìn thấy được) là một phần của phổ điện từ mà mắt người có thể nhìn thấy được. Ánh sáng từ Mặt trời được coi là ánh sáng trắng, là tập hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có màu sắc biến thiên liên tục từ đỏ -> tím, mà chúng ta thường phân biệt bảy gam màu chính (bảy sắc cầu vồng): đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. Mỗi màu sắc tương ứng với một bước sóng khác nhau. Trong dải quang phổ nhìn thấy, ánh sáng tím có bước sóng ngắn nhất (380 nm) và màu đỏ có bước sóng dài nhất (740 nm).
Khi ánh sáng truyền đi vào trong bầu khí quyển, nếu gặp phải các hạt bụi nhỏ thì một phần chúng sẽ bị hấp thụ và một phần bị tán xạ ra xung quanh và màu sắc của ánh sáng không thay đổi (chỉ bị giảm độ sáng do một phần bị hấp thụ).
Khi ánh sáng Mặt trời gặp các phân tử khí của bầu khí quyển hay phân tử nước ở trên biển, chúng có kích thước nhỏ hơn so với bước sóng của ánh sáng khả kiến.
Khi ánh sáng trắng chiếu vào các phân tử khí hoặc nước, một phần ánh sáng được truyền qua (theo hướng ban đầu), một phần bị tán xạ ra xung quanh mà trong Vật lý gọi là tán xạ Rayleigh (hiện tượng được đặt theo tên theo nhà Vật lý học người Anh, Lord John Rayleigh).
Theo đó, ánh sáng có bước sóng càng ngắn thì càng bị tán xạ mạnh (truyền qua ít), ánh sáng có bước sóng càng dài càng ít bị tán xạ (truyền qua nhiều).
Ánh sáng màu lam, chàm, tím (có bước sóng ngắn) bị các phân tử khí, nước biển tán xạ khắp bầu trời và trên mặt biển. Như vậy bầu trời và mặt biển của chúng ta gần như là tổ hợp của ba màu lam, chàm, tím.
Mặt khác, trên võng mạc mắt người hay một số loài linh trưởng có ba loại tế bào nón chính, tương ứng với các loại bước sóng ngắn, trung bình và dài. Chúng ta cần phải sử dụng cả ba loại tế bào này để nhìn thấy màu sắc chính xác nhất.
Mỗi loại tế bào nón có phản ứng nhạy nhất bước sóng khoảng: 570 nm (đỏ, vùng sóng dài), 543 nm (lục, vùng sóng trung), 442 nm (lam, vùng sóng ngắn). Đây cũng là tổ hợp ba màu cơ bản RGB (Red, Green, Blue). Ba loại tế bào nón này có thể phản ứng với số bước sóng trên diện rộng và chồng chéo nhau tạo ra các màu khác nhau từ sự trộn màu sắc, ví dụ trộn ba màu đỏ, lục, lam có độ sáng như nhau thì sẽ thu được màu trắng.
Trở lại vấn đề bầu trời và mặt biển, khi chúng có màu hỗn hợp giữa lam, chàm, tím. Các tế bào nón phản ứng mạnh với ánh sáng màu lam, do đó tín hiệu đưa về hệ thần kinh chỉ là màu lam chứ không phải màu tím. Dù vậy, một số loài động vật nhìn bầu trời không phải có màu lam như con người. Loài chim thường thấy bầu trời màu tím.
Câu 5: Tại sao Mặt trời thường có màu vàng, hoàng hôn hay chiều tà có màu cam, đỏ?
A. Ánh sáng có bước sóng càng dài thì càng ít bị không khí tán xạ