瑞利散射！月亮有时给我们带来橙色和红色的外表，这是地球大气中颗粒的散射造成的。当月亮靠近地平线的时候，月光会穿过浓厚的大气层，大气中的粒子会“过滤”它的山色，所以我们看到的最多的是红色。天顶上接近阳光直射，不密，所以是白色的。为什么月亮在地平线上是红色的？在天顶是白色的吗？
天体的光(或更具体地说，称为光子的光束，月球表面从太阳反射的光)通过地球大气时，通过地球大气中的粒子散射。结果，这些粒子比红光更喜欢“散射”蓝光，因此“蓝色”光子(波长较短的光子)倾向于散射，而“红色”光子(波长较长的光子)直接照射地面。因此，天体在地球上比在宇宙中看到的更红。因为在天体上，红色波长比蓝色波长更容易穿透大气到达地面。顺便说一下，所以天空是蓝色的：太阳的蓝光散布在地球的各个方向。
但是，如何解释月球的偶然红潮呢？大多数人可能注意到月亮接近地平线时总是出现红色。想想看，太阳或月亮在地平线上的时候，太阳或月光要通过最大的大气才能到达眼睛。(请记住，那个大气是地球周围的球体，在水平上大气最多。) (阿尔伯特爱因斯坦，Northern Exposure，太阳名言)因此，当太阳或月亮在地平线上时，可以看到“更多”的蓝光在阳光或月光下散开。这比头顶上的天体看起来更红。换句话说，太阳或月亮上升或下降时，经常看起来是橙色或红色。因为光要通过最大大气含量才能到达眼睛。太阳或月亮前面有薄云的时候，其效果会更加严重。云本身也散发出明亮的粉红色。因为很容易驱散蓝光。
这幅画显示在大气中，与红光相比，蓝光的散射光比例比较大。图：The original uploader was
出于同样的原因，这与天空是蓝色的原理相同：瑞利散射(Rayleigh Scattering)。瑞利散射是由半径比光或其他电磁辐射的波长小得多的小粒子(如单原子或分子)对入射光束的散射。瑞利散射发生在光线通过透明的固体和液体时，但以气体最为明显。在大气中，太阳光的瑞利散射会导致充满天空的辐射，这也是天空变蓝和太阳变黄的原因。
瑞利散射在日落后更为明显。这张照片是日落后约一个小时在海拔500米的高度拍摄的，方向面对地平线上的太阳。图：Rnbc
晴朗的白天天空是蓝色的。因为大气分子首先散射短波长的光。红色和红外线可以直接穿过，撞击地面，这也是为什么看不到太多红光的原因。
但是在黎明或黄昏附近，阳光要通过厚数倍的大气层的空气才能接近我们的肉眼。当那束光通过时，几乎所有的蓝色都向四周散开了(在别人白天的情况下)，只给我们留下了红光。
要清楚中午看不到太多红光。因为红光从太阳直接传播到地球。如果你看不到太阳本身，因为那强光，你永远不要挡住你的眼睛才能看到。这样做的结果是失明。之所以能看到蓝光，是因为它是散射的，蓝色光子从各个方向不断击中眼睛。如果大气中没有散射光，你根本看不到它，白天的天空会像月亮一样暗。
如果大气被非常细微的灰尘、烟雾或海盐或冰晶污染，瑞利散射会被夸大，但如果包含大颗粒，所有频率都会均匀分布，因此天空可能呈现灰色或白色。
为什么月食时月亮的颜色是红色的？
月蚀发生时，月球表面的颜色看起来几乎是深红色。如上所述，乒乓球被比作月亮，模拟其表面接近纯黑色。那么，为什么？篮球没有大气，所以月食发生时地球上有大气层。太阳光通过大气折射后到达月球表面，形成暗红色的月面。
我相信，在生活中，如果你把一根筷子放在水里，你会发现筷子在水中(不像空气)看起来是偏向的。这是因为光进入了不同的媒介(水)。光从同一介质(如空气、空间)以直线传播(这里不考虑重力的影响)，但从一种介质移动到另一种介质时，会发生折射现象。
月食时，太阳光线首先从宇宙进入地球大气层，向内折射一次，折射的光线从大气传播到宇宙，向内折射，稍微折射的原理与凸透镜相同。由于折射两次的光线多在里面(在地球大本营内)，所以基本上有些光线会照亮月球表面，这与地平线上看到的“假”太阳的位置相似。由于太阳光中红光波长较长，“穿透力”强，基本上不受大气(粒子分子等)散射的影响，通过地球大气直接照射到月面上，其他波长颜色基本散射，无法到达月面。我们熟悉的蓝天是由分子粒子容易散射的短波长蓝光引起的。所以太阳的红色是
光线就照到了月面上，使得月面呈现暗红色。不过，有时候由于地球大气层影响的复杂条件而使得照射到月面上的颜色有所不同，如深红色、橙色等不同颜色。这个复杂条件，有当时大气层的天气空气条件等，如阴天，雾霾等等，都会影响月全食时月亮表面的颜色。
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