Passiamo in rassegna alcuni tra i più importanti fenomeni atmosferici che vedono protagonista, direttamente o indirettamente, il nostro astro.
Tutto è comunque spiegabile grazie a tre leggi dell’ottica classica: diffusione, rifrazione e riflessione. 

Perché il cielo è di colore azzurro?
Tutto è riconducibile a un fenomeno ottico chiamato DIFFUSIONE ovvero, come dice la parola, la luce che inizialmente si muove ordinata in linea retta dal Sole a noi, incontrando molecole ed aerosol dell’atmosfera, viene diffusa in tutte le direzioni. Ma, come dimostro Newton nella prima metà del 1700 con il suo famoso prisma, la luce “bianca” e’ un mix di milioni di colori che vanno dal rosso al viola, passando per l’arancione, il giallo, il verde e il blu; e come dimostrò Maxwell alla fine del 1800, la luce non è altro che un caso particolare di onda elettromagnetica e ad ogni colore è caratterizzato da una ben precisa frequenza, esempio: il Rosso ha una frequenza di 0.72µm, il Verde 0.52µm mentre al Violetto 0.42µm.
Le molecole dell’aria diffondono (per la legge di Rayleigh) prevalentemente la luce blu ed ecco perché il cielo ci appare di questo colore. Ma se i raggi di luce incontrano una nube densa, quindi un aerosol acquoso, le molecole d’acqua, grandi e molto ravvicinate, diffondono la luce in eguale modo, indipendentemente dalla lunghezza d’onda, ecco il motivo del perché le nubi ci appaiono bianche.

Perché il sole all’alba o al far del tramonto assuma una colorazione rosso-arancio mentre a mezzogiorno ci appare di un giallo vivo?
La risposta va cercata nel fenomeno noto come RIFRAZIONE ovvero, la deviazione che subisce un raggio luminoso passando attraverso due mezzi di differente densità: passando da un mezzo meno denso ad uno più denso (es. aria-acqua) il raggio tende ad avvicinarsi alla normale alla superficie, viceversa nel passaggio da un mezzo più denso ad uno meno denso (es. acqua-aria) il raggio tende ad allontanarsi dalla normale alla superficie di separazione dei due mezzi. Inoltre il quanto viene deviato un raggio luminoso dipende dalla sua lunghezza d’onda ovvero dal suo colore.
Quindi, all’alba e al tramonto un raggio solare deve attraversare uno strato di atmosfera più spesso rispetto a quello attraversato a mezzogiorno, di conseguenza i raggi crepuscolari sono maggiormente deviati se paragonati a quelli di mezzodì, inoltre, dovendo fare più strada al crepuscolo, la componente blu/viola viene completamente diffuso (e quindi disperso) dalle molecole atmosferiche; il risultato è un Sole rosso-arancio con intorno un fiammante cielo che ne fa da cornice le cui tonalità dipendono fortemente dalla composizione chimica dell’aria (presenza di pulviscolo, vapor acqueo, inquinanti, ecc)

Come si forma l’arcobaleno?
Meteora che impegnò l’intelletto umano sin dai tempi di Aristotele, arrivando a Cartesio, Newton e Maxwell.
Fenomeno che si manifesta quando il Sole è alle spalle di un osservatore che vede davanti a sé una nube dalla quale stia cadendo pioggia. Il fenomeno è dovuto ai processi di rifrazione e riflessione che il raggio solare subisce quando penetra in una gocciolina d’acqua in sospensione nell’atmosfera. Il più comune è l’arcobaleno primario, con il ROSSO come colore esterno e VIOLETTO come bordo interno. In questo caso il raggio solare, una volta entrato nella goccia di pioggia, viene riflesso UNA sola volta dal fondo della goccia stessa prima di riemergere nell’aria.
 Arcobaleno
Se il raggio subisce DUE riflessioni prima di uscire dalla goccia di pioggia, allora si forma un arcobaleno secondario, esterno al primario e decisamente meno luminoso, separato da questo da una zona più scura  chiamata “banda d’Alessandro” (in onore di Alessandro di Afrodisia, commentatore di Aristotele, che per primo nel 200 d.c. ne evidenziò l’esistenza) e con la sequenza dei colori invertita rispetto al primario.
Infine, la lunghezza dell’arco decresce e si allontana verso l’orizzonte via via che il Sole si innalza nel cielo. Ecco perché il fenomeno si osserva soprattutto al mattino o nel tardo pomeriggio.