La dispersión de Rayleigh es un fenómeno físico en el que la luz se dispersa en diferentes direcciones por partículas muy pequeñas. Estas partículas son mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz involucrada e incluso pueden ser tan pequeñas como un solo átomo. La dispersión de Rayleigh se observa con mayor frecuencia en gases, aunque puede ocurrir tanto en líquidos como en sólidos. La cantidad de dispersión presente depende de las propiedades de polarización de un tipo particular de partícula y puede variar dependiendo de los elementos involucrados.
La cantidad de dispersión depende de varios factores. Para que la dispersión se conozca como dispersión de Rayleigh, la partícula debe ser mucho más pequeña que la longitud de onda de la luz & mdahs; si la partícula está cerca del tamaño de la longitud de onda, las aproximaciones utilizadas para la dispersión de Rayleigh ya no son correctas. Sin embargo, cuanto más grande es la partícula, mayor es la intensidad de la dispersión, mientras que cuanto mayor es la longitud de onda, menor es la intensidad de la dispersión.
La luz se puede dispersar tanto de átomos como de moléculas. Cuando está involucrado un átomo o una sola partícula, entonces se puede usar la aproximación de tamaño pequeño. Esto utiliza varios supuestos, principalmente que la partícula es muy pequeña y que se pueden medir el radio de la partícula y el índice de refracción. Una molécula a menudo no tiene un radio tan claramente definido y, por lo tanto, se deben usar fórmulas ligeramente diferentes para calcular la intensidad de la dispersión. En este caso, la polarización, la cantidad en la que la carga de la molécula se verá afectada por un campo eléctrico, se utiliza para calcular la intensidad de dispersión.
La dispersión de Rayleigh es el mecanismo que hace que el cielo sea azul. Cuando la luz solar viaja a través de la atmósfera, es dispersada por partículas presentes. Sin embargo, algunas longitudes de onda de luz se dispersan más que otras. En este caso, la luz azul se dispersa de manera más eficiente y el cielo parece azul la mayor parte del tiempo. La única excepción es durante el atardecer o el amanecer, donde los rayos del sol atraviesan directamente la atmósfera. En este caso, el cielo parece más rojo ya que la luz roja no se dispersa tanto como la azul y puede atravesar la atmósfera sin verse afectada.
También hay varias aplicaciones prácticas de la dispersión de Rayleigh que se utilizan en la tecnología moderna. Por ejemplo, el hecho de que la luz se difunda se utiliza en algunas fibras ópticas. Para que las fibras ópticas funcionen correctamente, es necesario que haya alguna dispersión de las señales ópticas y esto se logra utilizando partículas pequeñas.