A luz que é emitida pelo sol sofre efeitos denominados refração e dispersão, ela se movimento em ondas, e as diferenças de cores que enxergamos são devido aos seus comprimentos de ondas. No espectro visível o azul tem um dos menores comprimentos, e o vermelho possui o maior deles. Além das cores visíveis, presentes e de fácil observação no arco-íris, também existem as que ficam nas faixas do infravermelho e do ultravioleta, que estão além da nossa capacidade visual. Então, a luz branca vinda do sol entra em contato com a atmosfera, e por causa das partículas existentes no ar, ela se espalha de acordo com o seu comprimento de onda, quanto mais curtas, mais dispersas elas se tornam.
Assim, o comprimento da onda azul faz com que ela se espalhe o suficiente para dar ao céu a tonalidade que conhecemos. Já no amanhecer e no entardecer, a luz atravessa uma camada mais grossa da atmosfera. O azul se espalha tanto que não consegue chegar até nós e, por isso, vemos o céu vermelho. Partículas de umidade e poeira presentes na atmosfera, também podem alterar essa dispersão da luz, por esse motivo, o céu de Marte é vermelho, pois como ele possui muitas partículas de poeira dispersas, a luz azul se espalha ainda mais e apenas a luz vermelha consegue chegar à superfície.
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