雷来散射定律是雷来根据以下假定条件，创造的散射理论。①产生散射作用的质点尺度比入射辐射的波长小；②散射质点不是导电体；③散射质点对于其光学特性为对称球形。因干洁空气分子就是这样大小的质点，故雷来定律又称为分子散射定律。设有一截面积为1平方厘米的单色光束投射到1立方厘米的空气上，投射光束的强度为S<SUB>λ</SUB>，以i<SUB>λ</SUB>表示单位体积空气在单位时间内向各个方向的总散射量。雷来指出：分子散射量与投射来的单色光束强度之比与投射光的波长的四次方成反比，公式如右图。

式中的C为比例系数。公式表明：波长愈短的光，愈容易被散射。如红光比紫光的波长约大一倍，在同样条件下红光仅相当于紫光散射量的1/16。雨后晴天，天空呈蓝色，正是太阳辐射中青蓝色光波长较短，容易被散射的缘故。