在黑暗中，當你用手電筒向空中照射時，你可以看到一束光。人們還在一夜之間看到天空中探照燈發出的粗光束。那么，我們為什么會看到這些光束呢？這是因為有許多微小的顆粒，如煙霧和灰塵，漂浮在大氣中。當光線照射到這些粒子上時，它會散射并射向各個方向。這一現象最早是由瑞利發現的，所以人們將這種散射命名為“瑞利散射”。
散射是如何產生的？原來，構成物質的分子、原子、電子等微小粒子以一定的自然頻率振動，并能釋放出波長與振動頻率相對應的光。粒子的振動頻率由它們的大小決定。顆粒越大，振動頻率越低，釋放的光波長越長。顆粒越小，振動頻率越高，釋放的光波長越短。這個振動頻率稱為質點的固有振動頻率。但這種振動不是自己產生的，它需要一些能量。一旦粒子受到一定波長的光照射，照射光的頻率與粒子的固有振動頻率相同，就會引起共振。粒子中的電子開始以這個振動頻率振動。因此， 粒子將光散射到各個方向，入射光的能量被吸收轉化為粒子的能量，粒子又以光能的形式將能量再次發射出去。所以對于從外面觀察的人來說，看到的似乎是光打在粒子上，向四面八方飛出去。
光纖中還存在瑞利散射，由此產生的光損耗稱為瑞利散射損耗。鑒于目前的光纖制造技術水平，可以說瑞利散射損耗是不可避免的。而瑞利散射損耗與光波長的4次方成反比，所以當光纖工作在長波長區域時，瑞利散射損耗的影響可以大大減小。