瑞立散射（Rayleigh Scattering）是一種常見的光學現象，主要描述光在通過尺寸遠小於其波長的微小粒子（如空氣中的氧、氮分子）時發生的散射行為。瑞立散射可以解釋為甚麼白天的天空多為藍色，也是在解釋藍針水晶的光學限向原理。另外月球上的白天看天空是黑色的，因為月球沒有大氣層，缺乏瑞立散射所致。
瑞立散射由英國物理學家第三代瑞立男爵約翰·斯特拉特（John Strutt, 3rd Baron Rayleigh）的名字命名。瑞立散射在光通過透明的固體和液體時都會發生，但以氣體最為顯著。在大氣中，太陽光的瑞立散射會導致瀰漫天空輻射，這也是天空為藍色和太陽偏黃色的原因。
核心原理
瑞立散射最強調的特性是其選擇性：散射強度與波長的四次方成反比
- 短波長光（如藍、紫光）：散射效果極強。
- 長波長光（如紅、橙光）：散射效果較弱，穿透力較強。
波長越長(偏紅)，光的散射光比例比較大。
生活中的典型實例
- 藍色天空：當太陽光進入大氣層，短波長的藍光被空氣分子向四面八方散射，充滿整個天空，因此我們抬頭看到的是藍色。
- 紅橙色夕陽：日出或日落時，光線需穿過更厚的大氣層，藍光幾乎被散射殆盡，只剩下穿透力最強的紅、橙色光抵達眼睛。
- 海水顏色：除了水分子對紅光的吸收外，微小水分子對藍光的散射也是大海呈現藍色的原因之一。
- 藍針的光學魔術：針並不是真的有「藍色的針」。其內部含有極其細微的唐納石（Donnayite）、藍線石或單純的結構缺陷與細微裂隙。這些內含物的尺寸通常小於可見光的波長。當光線進入晶體，短波長的藍光被這些微小粒子大量散射，稱為瑞利散射。
- 藍針在一般環境光下常呈現隱形狀態，必須使用強光手電筒從側面或底部照射，才能捕捉到那抹幽藍。
- 藍針水晶這種「時而顯現、時而隱身」的神祕特性，本質上是微觀散射體（Scattering Centers）與石英晶格軸向（Crystallographic Axes）共同作用的結果。
技術應用
- 光纖通信：瑞立散射是光纖信號損耗的主要原因之一。光纖中玻璃材料微觀密度的不均勻會導致光散射，限制了傳輸距離。
- 粒徑分析：利用動態光散射 (DLS) 技術，科學家可以根據散射光強度的變化來測量溶液中奈米級粒子的尺寸。
- 遙測與空污監測：瑞立散射模型被用於計算大氣中 PM2.5 等微粒對能見度的影響。
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