Rayleighi ja Mie hajumine

Valgus ei liigu õhus vaid sirgjooneliselt — see põrkub ka molekulidelt, mille kõrvalt läbi läheb, igas suunas, ja see, kui tugevalt see põrkub, sõltub tohutult värvusest. Rayleighi hajumine, mis vastutab olukorra eest, kus hajutav osake (õhumolekul) on lainepikkusest palju väiksem, kasvab pöördlainepikkuse neljanda astmega. Sinine valgus, mille lainepikkus on umbes pool punasest, hajub peaaegu kuusteist korda tugevamalt. Vaata mis suunas tahes selgele päevasele taevale, eemale Päikesest, ja sa näed päikesevalgust, mis on täpselt selle protsessi tõttu sinu silma suunatud — seetõttu on taevas sinine, mitte kosmose must koos valge Päikesega.

Sama nähtus seletab ka vastupidise mulje jättva loojangu. Keset päeva läbib päikesevalgus maapinnale jõudmiseks suhteliselt õhukese kihi atmosfääri. Silmapiiri lähedal läbib sama valgus palju pikema kihi, mistõttu palju suurem osa selle sinisest ja violetsest sisust hajub eemale enne, kui kiir sinu silma jõuab — see, mis jääb, otsekiirest tulev valgus, mitte mujalt hajunud valgus, on domineerivalt punane ja oranž.

Pilved, udu ja sudu näevad välja valged, mitte sinised, just sellepärast, et nende hajutavad osakesed — veepiisad, tolm — on nähtava valguse lainepikkusega võrreldavad või suuremad. See režiim on Mie hajumine, ja erinevalt Rayleighi hajumisest sõltub see lainepikkusest ainult nõrgalt: punane, roheline ja sinine valgus hajuvad kõik enam-vähem võrdselt, nii et sinu silma jõudev segu on ikkagi valge. Nende kahe erinevus ei ole vaid akadeemiline — Rayleighi hajumise järsk lainepikkusest sõltuvus ja Mie hajumise selle peaaegu puudumine on kogu põhjus, miks taevas ja selles olevad pilved näevad välja kui sama valgusallika kaks erinevat värvi.