光の波長よりも著しく小さい粒子からの光の散乱は、レイリー散乱として知られています。散乱過程には弾性があり、これは散乱光が入射光と同じ波長を持つことを意味します。気体中の分子への光の散乱は、この現象の一例です。
レイリー散乱は、気体中に存在する分子の数密度によって決まります。気体中のすべての分子種が散乱過程に寄与しているため、全体の気体密度を測定することができます。
一般的に、気体は温度の上昇と共に膨張し、数密度が低下することによって散乱光の強度が低下することを意味します。レイリー温度測定法は、気体の組成と圧力が分かっていれば、気体分子からのレイリー散乱を測定することで、炎の温度分布を判定しようとするものです。既知の温度で散乱光の強度を測定し、その強度がどのように変化するかを監視することで、対応する温度の変化を判定することができます。レーザーライトシートを使用して薄い平面を照射することで、流れの2次元温度マップを提供する平面測定を行うことができます。ライトシートに垂直に配置された増強CCDカメラは、気体からの散乱光を記録します。
レイリー散乱はミー散乱よりも桁違いに弱いため、測定への干渉を最小限に抑えるには、一般的にすすや塵埃粒子などの汚染物質のないクリーンな環境が必要となります。
