Las manifestaciones de color del cielo se deben fundamentalmente a la interacción de la luz del sol con la atmósfera. La luz del sol es blanca, también llamada policromática (la suma de todos los colores del arco iris), y la atmósfera contiene una cierta cantidad de humedad, normalmente pequeña, así como partículas de polvo y ceniza.

Cuando un rayo de luz atraviesa un material, su dirección de propagación se desvía un cierto ángulo, que depende del tipo de material atravesado.

Los materiales transparentes se suelen caracterizar por un parámetro que se llama “índice de refracción”, y su valor depende del color de la luz que atraviesa el material.

Así, al atravesar un material, cada color contenido en un haz de luz blanca se desviará un ángulo diferente, dando lugar a la conocida separación de la luz en varios colores detrás de un prisma.

Cada color contenido en la luz blanca se caracteriza por un número que se llama “longitud de onda”. La desviación de los colores de la luz es máxima para los azules (con longitud de onda menor), es decir, son los colores que más cambian su dirección con respecto al rayo blanco inicial, y es mínima para los amarillos y los rojos (con longitud de onda mayor), que casi no son desviados.

Los rayos azules, una vez desviados, vuelven a chocar con otras partículas del aire, variando de nuevo su trayectoria. Realizan por tanto un recorrido en zigzag a través de la atmósfera, hasta llegar a nosotros. Es por eso que cuando llegan a nuestros ojos parece que llegan de todos los lugares del cielo. Los rayos amarillos no aparecen casi desviados y ésta es la razón de que el sol nos parezca amarillo.

Cuando el sol está muy bajo en el cielo sus rayos pasan a través de un gran espesor de aire y los rayos de luz interactuarán más veces con las partículas de la atmósfera. Los azules y los violetas son esparcidos hacia los lados con mayor fuerza que lo son los amarillos y los rojos, que continúan propagándose en la línea de visión del sol, formando esas magníficas puestas de sol en la Tierra.