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>>728
まず、何もなければ光線は直進するということを思い出して下さい。
もし大気がなければ、目に届く光は太陽から直進して来る光だけなので、
真っ黒な空に白い太陽が浮かんでいるだけの状況になります。（月面上
では実際そう見えます）

大気がある場合には、大気の構成分子が光を散乱して、太陽→大気分子
→目、という経路でも光がやってくるようになるので、太陽以外の方向
の空も明るく見えるようになります。
地球の空が明るいのはそのためですね。

空に色がついているのは、大気分子による散乱の強さが、光の色（波長）
によって違うからです。
地球の大気は青い光を強く散乱するので、空が青く見えます。
金星や木星の大気は炭酸ガスやアンモニアなどが主成分なので、空は青く
ありません。

ちなみに、レイリー散乱というのは、散乱前後で光の色が変わらず、
かつ散乱体の大きさが光の波長よりも十分小さいような散乱過程を
指すものだと思います。
レイリー散乱がなぜおきるかという質問は、光散乱はなぜおきるか
という質問とほとんど同じです。
導出...気力が尽きました。