Rayleighovo sipanje je fizični pojav, pri katerem se svetloba razprši v različne smeri z zelo majhnimi delci. Ti delci so veliko manjši od valovne dolžine vključene svetlobe in so lahko celo tako majhni kot en atom. Rayleighovo sipanje je najpogosteje vidno v plinih, čeprav se lahko pojavi tako v tekočinah kot v trdnih snoveh. Količina prisotnega sipanja je odvisna od polarizacijskih lastnosti določene vrste delcev in se lahko razlikuje glede na vključene elemente.
Količina razpršenosti je odvisna od številnih dejavnikov. Da bi bilo sipanje znano kot Rayleighovo sipanje, mora biti delec veliko manjši od valovne dolžine svetlobe &mdahs; če je delec blizu velikosti valovne dolžine, potem približki, uporabljeni za Rayleighovo sipanje, niso več pravilni. Večji kot je delec, večja je intenzivnost sipanja, medtem ko večja kot je valovna dolžina, manjša je razpršena intenzivnost.
Svetloba se lahko razprši tako iz atomov kot molekul. Ko gre za atom ali en delec, se lahko uporabi približek majhne velikosti. Pri tem se uporablja več predpostavk, predvsem, da je delec zelo majhen in da je mogoče izmeriti polmer delca in lomni količnik. Molekula pogosto nima tako jasno določenega polmera, zato je treba uporabiti nekoliko drugačne formule, da ugotovimo intenzivnost sipanja. V tem primeru se polarizabilnost – količina, na katero bo na naboj na molekuli vplivalo električno polje – uporablja za določitev intenzivnosti sipanja.
Rayleighovo sipanje je mehanizem, ki povzroči, da je nebo modro. Ko sončna svetloba potuje skozi ozračje, jo razpršijo delci, ki so prisotni. Nekatere valovne dolžine svetlobe pa so razpršene bolj kot druge. V tem primeru se modra svetloba bolj učinkovito razprši in nebo je večino časa videti modro. Edina izjema je sončni zahod ali sončni vzhod, ko sončni žarki prehajajo neposredno skozi ozračje. V tem primeru je nebo videti bolj rdeče, saj rdeča svetloba ni razpršena toliko kot modra in lahko brez vpliva prehaja skozi ozračje.
Obstaja tudi več praktičnih aplikacij Rayleighovega sipanja, ki se uporabljajo v sodobni tehnologiji. Na primer, dejstvo, da je svetloba razpršena, se uporablja v nekaterih optičnih vlaknih. Za pravilno delovanje optičnih vlaken je potrebno nekaj razpršitve optičnih signalov, kar se doseže z uporabo majhnih delcev.