Rayleigh -sironta on fyysinen ilmiö, jossa hyvin pienet hiukkaset hajottavat valoa eri suuntiin. Nämä hiukkaset ovat paljon pienempiä kuin mukana olevan valon aallonpituus ja voivat olla jopa yhtä pieniä kuin yksittäinen atomi. Rayleigh -sirontaa havaitaan yleisimmin kaasuissa, vaikka sitä voi esiintyä sekä nesteissä että kiinteissä aineissa. Hajonnan määrä riippuu tietyntyyppisen hiukkasen polarisoivista ominaisuuksista ja voi vaihdella mukana olevien elementtien mukaan.
Hajonnan määrä riippuu useista tekijöistä. Jotta sironta tunnetaan Rayleigh -sironnana, hiukkasen on oltava paljon pienempi kuin valon aallonpituus & mdahs; jos hiukkanen on lähellä aallonpituuden kokoa, Rayleigh -sironnassa käytetyt arviot eivät ole enää oikeita. Mitä suurempi hiukkanen on, sitä suurempi on kuitenkin sironnan intensiteetti, kun taas mitä suurempi aallonpituus, sitä vähemmän sironnut intensiteetti.
Valo voi hajota sekä atomeista että molekyyleistä. Kun kyseessä on atomi tai yksittäinen hiukkanen, voidaan käyttää pienikokoista lähentämistä. Tässä käytetään useita oletuksia, pääasiassa sitä, että hiukkanen on hyvin pieni ja että hiukkasen säde ja taitekerroin voidaan mitata. Molekyylillä ei usein ole niin selvästi määriteltyä sädettä, ja siksi on käytettävä hieman erilaisia kaavoja hajonnan voimakkuuden laskemiseksi. Tässä tapauksessa polarisoitavuutta – määrää, jonka sähkökenttä vaikuttaa molekyylin varaukseen – käytetään sirontaintensiteetin laskemiseen.
Rayleigh -sironta on mekanismi, joka saa taivaan siniseksi. Kun auringonvalo kulkee ilmakehän läpi, läsnä olevat hiukkaset hajottavat sen. Jotkut valon aallonpituudet ovat kuitenkin hajallaan enemmän kuin toiset. Tässä tapauksessa sininen valo hajaantuu tehokkaammin ja taivas näyttää siniseltä suurimman osan ajasta. Ainoa poikkeus on auringonlaskun tai auringonnousun aikana, jolloin auringon säteet kulkevat suoraan ilmakehän läpi. Tässä tapauksessa taivas näyttää punaisemmalta, koska punainen valo ei ole hajallaan niin paljon kuin sininen ja se voi kulkea ilmakehän läpi.
Nykyaikaisessa tekniikassa käytetään myös useita Rayleigh -sironnan käytännön sovelluksia. Esimerkiksi sitä, että valo on hajallaan, käytetään joissakin optisissa kuiduissa. Jotta optiset kuidut toimisivat oikein, optisten signaalien on hajaantuttava jonkin verran, ja tämä saavutetaan käyttämällä pieniä hiukkasia.