Η σκέδαση Rayleigh είναι ένα φυσικό φαινόμενο όπου το φως σκεδάζεται σε διαφορετικές κατευθύνσεις από πολύ μικρά σωματίδια. Αυτά τα σωματίδια είναι πολύ μικρότερα από το μήκος κύματος του φωτός που εμπλέκεται και μπορεί ακόμη και να είναι τόσο μικρά όσο ένα άτομο. Η σκέδαση Rayleigh παρατηρείται πιο συχνά στα αέρια, αν και μπορεί να συμβεί τόσο σε υγρά όσο και σε στερεά. Η ποσότητα της παρούσας σκέδασης εξαρτάται από τις ιδιότητες πόλωσης ενός συγκεκριμένου τύπου σωματιδίου και μπορεί να ποικίλλει ανάλογα με τα εμπλεκόμενα στοιχεία.
Η ποσότητα της διασποράς εξαρτάται από διάφορους παράγοντες. Για να είναι γνωστή η σκέδαση ως σκέδαση Rayleigh, το σωματίδιο πρέπει να είναι πολύ μικρότερο από το μήκος κύματος του φωτός &mdahs; εάν το σωματίδιο είναι κοντά στο μέγεθος του μήκους κύματος, τότε οι προσεγγίσεις που χρησιμοποιούνται για τη σκέδαση Rayleigh δεν είναι πλέον σωστές. Ωστόσο, όσο μεγαλύτερο είναι το σωματίδιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ένταση της σκέδασης, ενώ όσο μεγαλύτερο είναι το μήκος κύματος τόσο μικρότερη είναι η ένταση της σκέδασης.
Το φως μπορεί να διασκορπιστεί τόσο από άτομα όσο και από μόρια. Όταν εμπλέκεται ένα άτομο ή ένα μόνο σωματίδιο, τότε μπορεί να χρησιμοποιηθεί η προσέγγιση μικρού μεγέθους. Αυτό χρησιμοποιεί πολλές υποθέσεις, κυρίως ότι το σωματίδιο είναι πολύ μικρό και ότι η ακτίνα του σωματιδίου και ο δείκτης διάθλασης μπορούν να μετρηθούν. Ένα μόριο συχνά δεν έχει τόσο ξεκάθαρα καθορισμένη ακτίνα και έτσι πρέπει να χρησιμοποιούνται ελαφρώς διαφορετικοί τύποι για να υπολογιστεί η ένταση της σκέδασης. Σε αυτήν την περίπτωση, η πολωσιμότητα – η ποσότητα που το φορτίο στο μόριο θα επηρεαστεί από ένα ηλεκτρικό πεδίο – χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της έντασης σκέδασης.
Η σκέδαση Rayleigh είναι ο μηχανισμός που κάνει τον ουρανό να είναι μπλε. Όταν το ηλιακό φως ταξιδεύει στην ατμόσφαιρα, διασκορπίζεται από σωματίδια που υπάρχουν. Ορισμένα μήκη κύματος φωτός, ωστόσο, είναι διασκορπισμένα περισσότερο από άλλα. Σε αυτή την περίπτωση, το μπλε φως διασκορπίζεται πιο αποτελεσματικά και ο ουρανός φαίνεται μπλε τις περισσότερες φορές. Η μόνη εξαίρεση είναι κατά τη δύση του ηλίου ή την ανατολή του ηλίου όπου οι ακτίνες του ήλιου διέρχονται απευθείας από την ατμόσφαιρα. Σε αυτή την περίπτωση, ο ουρανός εμφανίζεται πιο κόκκινος καθώς το κόκκινο φως δεν διασκορπίζεται τόσο πολύ όσο το μπλε και μπορεί να περάσει ανεπηρέαστο από την ατμόσφαιρα.
Υπάρχουν επίσης αρκετές πρακτικές εφαρμογές της σκέδασης Rayleigh που χρησιμοποιούνται στη σύγχρονη τεχνολογία. Για παράδειγμα, το γεγονός ότι το φως είναι διασκορπισμένο χρησιμοποιείται σε ορισμένες οπτικές ίνες. Για να λειτουργήσουν σωστά οι οπτικές ίνες πρέπει να υπάρχει κάποια σκέδαση των οπτικών σημάτων και αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση μικρών σωματιδίων.