图3 太阳光入射大气层示意图
清晨或傍晚时，太阳光斜射大气层，光路走过的路程较中午更长，在大气层上部蓝光几乎被散射殆尽，随着光线继续向地面传播，大气就主要散射红光，因此朝霞和晚霞是红色的（图四）。
图4 傍晚的天空，大气上部主要散射蓝光，低层大气主要散射红光。我们站在地面上，就会看见红色的朝霞和晚霞。
到这里也许大家会好奇，紫光波长比蓝光更短，应该更加容易被散射，但天空为什么不是紫色的呢？这里原因有三，第一，根据太阳辐射光谱，各波长辐射强度不同，紫光辐射强度低于蓝光（图五），所以到达我们眼中的紫光能量是很微弱的；第二，臭氧层也会强烈吸收紫外线（包括紫光）；第三，人眼对紫光不够敏感。
图5 太阳辐射光谱
瑞利散射是当粒子远小于入射光波长时发生的现象。如果粒子尺度接近或大于入射光波长，散射的光强在各方向是不对称的，其中大部分入射光线沿着前进方向进行散射（图六），这样的现象称为米散射。米散射（图六黄色区域）强度比瑞利散射（图六蓝色区域）强得多，且散射强度随波长的变化不如瑞利散射剧烈，当波长逐渐增大，散射强度以震动形式趋于一定值。
图6 米散射与瑞利散射对比
天空中的云朵是由大量小水滴和小冰晶聚集形成的，它们的直径多为0.01-0.1mm，比太阳光波长更长。于是，当光透过云彩时，便会发生米散射，各个波长的光散射强度差异不大，它们混合在一起，就会使散射光和太阳光一样呈现白色，我们看到的云朵就多为白色。降水快要发生时，大气水汽含量较高，云中凝结的小水滴越来越大，对太阳光的折射和吸收效应增强，云朵就变暗了，这就是我们看到的乌云。同理，污浊的大气中，尘埃粒子更多，它们多为直径较大的颗粒，此时光线也会发生米散射，白色的散射光充斥空中，天空看起来就灰蒙蒙的。
米散射和瑞利散射均为弹性散射，也就是说，在传播过程中光束的频率和能量不发生变化，在远端发射红光，人眼所见即为红光。如果在透明介质传播时，光束的频率发生了改变，比如在图七中，激发光为绿色，但在光束中间我们看到的颜色是黄色和红色，这种现象就称为拉曼散射，它是非弹性散射中的一种。拉曼散射强度很弱，约为瑞利散射的千分之一。
