通常，我们所“看见”的景象往往是通过眼睛的视觉神经反映给大脑的神经 系统所形成的色觉图像。也就是说，我们之所以认为天空是蓝色的，是因为 眼睛所看到的颜色是蓝色的，然后通过视觉神经将这信息反馈给大脑。
眼睛之所以能看见各种色彩，是因为视网膜中的视锥细胞中含有感受颜色的物质。视锥细胞还有三种强大的功能，即分别含有红敏色素、绿敏色素和蓝敏色素。这三种色素代表着眼睛对这三种颜色的极其敏感。
太阳光是由赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种光组成的。这七种光中青、蓝、紫波长较短，容易被空气分子和尘埃散射。大气分子及大气中的尘埃对波长较短的蓝光的散射能力大大高于对其它波长较长的光子，如红光因波光长，透射力大，因此能直接通过大气射向地面。与此同时，青、蓝、紫光因波光短，当它们遇到大气分子、冰晶等，容易发生散射。被散射的这三种光布满天空，而眼睛原本对紫色就不敏感，加上紫色光在散射的同时也被大量吸收，这时，眼睛里视锥细胞中含有的蓝敏色素起到了重要的作用，于是，眼睛所看到的天空便是蓝色的。
通常，在下雨天或阴天，天空所呈现出的是灰白色。这是因为一些较厚的云层对太阳光所表现出来的是反射，光线相对晴天要弱，而当阳光再次透过这些厚厚的云层后，反射出来的颜色是包含在云层中的尘埃和小水滴以及冰晶的颜色，因此，这个时候的天空是灰白色的。
天是蓝色这个知识点有时也会被出成物理竞赛考题出来难大家~
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