Видимый свет является разновидностью энергии перемещаться через Свет от Солнца или лампы накаливания кажется белым, хотя в действительности он является смесью всех цветов. Основные цвета, из которых сложен белый цвет это красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый. Эти цвета непрерывно переходят один в другой, поэтому кроме основных цветов имеется ещё огромное количество всевозможных оттенков. Все эти цвета и оттенки можно наблюдать на небе в виде радуги, возникающей в области повышенной влажности.
Воздух, заполняющий всё небо, является смесью мельчайших молекул газа и небольших твёрдых частиц, таких как пыль.
Солнечные лучи, поступая из космоса, под действием газов атмосферы начинают рассеиваться, причём происходит этот процесс по Закону рассеяния Релея. По мере продвижения света через атмосферу большая часть длинных волн оптического спектра проходит без изменений. Только незначительная часть красного, оранжевого и жёлтого цветов взаимодействует с воздухом, натыкаясь на молекулы и пыль.
Когда свет сталкивается с молекулами газа, то может произойти отражение света в различных направлениях. Некоторые цвета, например, красный и оранжевый, напрямую достигают наблюдателя, непосредственно проходя через воздух. Но большая часть синего света переотражается от молекул воздуха во всех направлениях. Таким образом происходит рассеивание синего света по всему небу и оно кажется голубым.
Однако, многие более короткие волны света поглощаются молекулами газов. После поглощения голубой цвет излучается во всех направлениях. Он рассеивается повсюду на небе. В каком бы направлении не посмотреть, часть из этого рассеянного синего света достигает наблюдателя. Так как синий свет виден повсюду над головой, то и небо выглядит голубым.
Рассмотрим треугольники ОА₁В₁ и ОСD.
Эти треугольники подобны по двум углам. Следовательно:
OС/OA₁ = OD/OB₁ = CD/A₁B₁
Треугольники ОА₂В₂ и ОСЕ также подобны по двум углам. Следовательно:
ОС/OA₂ = OE/OB₂ = CE/A₂B₂
Предположим, что: ОА₂ = 2ОА₁, тогда:
OC/2OA₁ = CE/A₂B₂ = CE/R
CE = R*OC/2OA₁
OC/OA₁ = CD/R
CD = R*OC/OA₁ (R - радиус мяча)
Тогда: CD/CE = R*OC/OA₁ : R*OC/2OA₁ = 2