Леонардо да Винчи первым понял, что удивительные краски рассветных и закатных зорь объясняются присутствием в атмосфере мельчайших пылинок. В то время еще не существовало ни представлений о волновой природе света, ни тем более о связи между интенсивностью рассеяния света и Длиной волны излучения. Но уже было известно, что белый солнечный луч может быть разложен на цветные составляющие, и Леонардо да Винчи догадался, что различные составляющие солнечного света могут по-разному ослабляться взвешенной в атмосфере пылью.

На большую высоту в атмосфере поднимаются лишь достаточно малые частицы, размер которых сравним с длиной волны видимого света. Рассеяние света на таких частицах отличается интереснейшими особенностями. Электрическое поле световой волны возбуждает колебания в частице, и она начинает переизлучать энергию этих колебаний подобно антенне. При этом энергия излучается во всех направлениях. В результате энергия излучения, распространяющаяся в исходном направлении, уменьшается, происходит рассеяние света. Кроме того, часть энергии излучения может поглощаться в частице, расходоваться на ее нагревание. Энергия нагрева передается молекулам воздуха, поглощение тоже ведет к потерям энергии излучения. Как установил английский ученый Дж. У. Рэлей, количество рассеянной частицей энергии обратно пропорционально четвертой степени длины волны излучения. Это значит, что наиболее коротковолновая часть солнечного спектра – синяя – рассеивается значительно лучше красной, длинноволновой. Поэтому небо и кажется синим. Когда же Солнце стоит низко, его лучи должны проходить через сильно запыленный приземный слой. Красные лучи рассеиваются меньше, поэтому Солнце и кажется красным. Чем выше поднимается в атмосфере мелкая пыль, тем большую часть неба охватывает заря. Наиболее красочные зори наблюдаются после вулканических извержений, забрасывающих пыль в стратосферу. Из-за неоднородностей распределения пыли краски зари рисуют в небе причудливые картины.