Rayleighovo raspršenje je fizički fenomen gdje se svjetlost raspršuje u različitim smjerovima vrlo malim česticama. Te su čestice mnogo manje od valne duljine uključene svjetlosti i mogu čak biti male kao jedan atom. Rayleighovo raspršenje najčešće se viđa u plinovima iako se može pojaviti iu tekućinama i krutim tvarima. Prisutna količina raspršenja ovisi o polarizacijskim svojstvima određene vrste čestica i može varirati ovisno o uključenim elementima.
Količina raspršenja ovisi o brojnim čimbenicima. Da bi raspršenje bilo poznato kao Rayleighovo raspršenje, čestica mora biti mnogo manja od valne duljine svjetlosti &mdahs; ako je čestica blizu veličine valne duljine tada aproksimacije korištene za Rayleighovo raspršenje više nisu točne. Međutim, što je čestica veća, to je veći intenzitet raspršenja, dok što je veća valna duljina to je manji intenzitet raspršenja.
Svjetlost se može raspršiti i od atoma i od molekula. Kada je uključen atom ili pojedinačna čestica, tada se može koristiti aproksimacija male veličine. Ovdje se koristi nekoliko pretpostavki, uglavnom da je čestica vrlo mala i da se radijus čestice i indeks loma mogu izmjeriti. Molekula često nema tako jasno definiran radijus pa se moraju koristiti malo drugačije formule da bi se odredio intenzitet raspršenja. U ovom slučaju polarizabilnost – količina na koju će naboj na molekuli biti pod utjecajem električnog polja – koristi se za određivanje intenziteta raspršenja.
Rayleighovo raspršenje je mehanizam koji uzrokuje da nebo bude plavo. Kada sunčeva svjetlost putuje kroz atmosferu, raspršuje se prisutnim česticama. Neke valne duljine svjetlosti su, međutim, raspršene više od drugih. U ovom slučaju, plavo svjetlo se učinkovitije raspršuje i nebo se većinu vremena čini plavim. Jedina iznimka je zalazak ili izlazak sunca kada sunčeve zrake prolaze izravno kroz atmosferu. U ovom slučaju, nebo izgleda crvenije jer crvena svjetlost nije raspršena toliko koliko plava i može proći kroz atmosferu bez utjecaja.
Također postoji nekoliko praktičnih primjena Rayleighovog raspršenja koje se koriste u modernoj tehnologiji. Na primjer, činjenica da se svjetlost raspršuje koristi se u nekim optičkim vlaknima. Da bi optička vlakna ispravno funkcionirala, potrebno je određeno raspršenje optičkih signala, a to se postiže korištenjem malih čestica.