ジョン・ウィリアム・ストラット (第3代レイリー男爵)
1860年代から1870年代にかけてレイリーがターリング・プレイスで行った研究は、主に音波や光波の性質に関するものだった。1870年にはヘルムホルツの研究を発展させて音の共鳴に関する論文を発表した。1871年には「空が青いのは空気中の塵が光を散乱するからである」というティンダルの推論を理論的に証明した。この、光の波長と粒子の大きさがほぼ等しいときの光の非弾性散乱はレイリー散乱と呼ばれている。つづいて回折格子に興味を持ち、分解能に精密な定義(レイリー限界)を与えて分光器の発展に貢献した。
レイリーは1872年にリュウマチ熱を患い、暖かい土地での療養を余儀なくされた。そのために訪れていたエジプトのナイル河畔で、音響学の古典『音響理論(The Theory of Sound)』を執筆した。
1873年に爵位を継承した後も彼は研究を続けたが、これは貴族としては風変わりなものと見られた。