Các công thức trên áp dụng khá chính xác khihệ số kích thước,x =d / λ;, (tỷ lệ giữa kích thước của các hạt trong môi trường truyền ánh sáng với bước sóng của ánh sáng) nhỏ (x<1/10).
Tán xạ Rayleigh khi hoàng hôn, có sự tham gia của các đám mây phản chiếu lại ánh sáng đi theo đường gần chân trời, tạo nên màu đỏ rực rỡ.
Cácphân tửoxy vàN2 trong bầu khí quyển Trái Đất có kích thước vào cỡnanômét, trong khi bước sóngánh sáng vào cỡ 100 đến 1000 nanômét. Bản thân các phân tử này tán xạ rất yếu ánh sáng, do kích thước quá nhỏ, nhưng chúng lại luônchuyển động nhiệt hỗn loạn tạo nên các vùngkhí quyển không đồng nhất vi mô, có kích thước vào cỡ 10 nanômét. Do vậy các công thức Rayleigh áp dụng được cho tán xạ trên bầu trời Trái Đất. Xem thêmtham khảo.
Áp dụng các công thức trên, có thể mô phỏng lại giống như quan sát thực tế một bầu trời xanh da trời, khi Mặt Trời lên cao. Lý do là các ánh sáng xanh da trời có bước sóng ngắn, và theo công thức trên, vớihệ số tán xạ cao, dễ dàng bị đổi hướng để đến mắt người quan sát, hơn ánh sángđỏ.
Tuy nhiên khi Mặt Trời ở gần đường chân trời, vẫn là tán xạ này, lại đem lại sắc đỏ cho bầu trời, đặc biệt là gần phía Mặt Trời. Đó là do những ánh sáng đến được mắt người quan sát lúc này đi theo đường xuyên ngang qua lớp khí quyển dày. Ánh sáng đỏ ít bị tán xạ được truyền thẳng đến mắt nhiều hơn. Ánh sáng xanh da trời bị tán xạ mất nhiều, khi qua lớp khí quyển dày theo đường gần chân trời. Sau khi Mặt Trời đã khuất sauđường chân trời, chúng ta không thấy trực tiếp ánh sáng của Mặt Trời; nhưng nếu có các đám mây trên cao, chúng sẽ phản xạ lại ánh sáng đỏ xuống mặt đất, tạo nên cảnh tượng hùng vĩ củahoàng hôn vàbình minh.
Có nhiều phương pháp lý luận dựa trên các định luật vật lý để tìm ra các công thức Rayleigh. Chúng đều gần như tương đương nhau.
Cách màLord Rayleigh đã tìm ra công thức mang tên mình là sử dụngđiện động lực học cổ điển. Với cách nhìn hiện đại ngày nay, các công thức Rayleigh có thể được coi là trường hợp đặc biệt củatán xạ Mie, khi lấy giới hạn hệ số kích thước tiến dần đến 0.
