Le physicien Lord Rayleigh a étudié les radiations des corps noirs. Il pensait que le champ électromagnétique est un ensemble d’oscillateurs et considérait que la présence d’une radiation de fréquence n et de l = c/n est le résultat d’une excitation de l’oscillateur électromagnétique à cette fréquence. Rayleigh utilisa ce principe pour calculer l’énergie moyenne des oscillateurs ave James Jeans et il est arrivé à cette loi  (la fameuse dont je parle qui porte son nom):

dx = r dl avec r = 8pkT/l⁴

x est la densité d'énergie totale ou l’énergie totale par unité de volume dans le champ électromagnétique

k est la constante de Boltzmann = 1.38. 10^-23 J.K^-1

r est la distribution de densité d’énergie

Cette loi est utile à grande longueur d’onde et basse fréquence mais elle n’est pas valable aux hautes fréquences (si l diminue, r augmente sans passer par un maximum) : par exemple les rayons UV, X ou gamma sont donc d’après cette loi Rayleigh très excités même à température ambiante ce qui est absurde.

De façon plus générale la diffusion des particules avec des diamètres plus petits que la longueur d’onde de la radiation incidente est appelée diffusion Rayleigh. L’intensité de la radiation diffusée Rayleigh dépend de 1/l⁴ donc les longueurs d’onde plus petites sont diffusées plus que les grandes.

Anecdote : Le bleu du ciel provient de la diffusion plus intense de la composante bleue de la lumière blanche du soleil par les molécules de l’atmosphère.