動力學散射（dynamical scattering）

當我們初學晶體如何繞射時，說的是一個簡單的故事：一道波打進來，每個原子散射一點點，散射出的小波疊加起來，一個繞射的亮度就是結構因子強度的平方（正比於 |F|^2）。這個簡單故事叫運動學散射，它假設電子束在穿過時最多只被散射一次。對於穿過小晶體的 X 光，這是不錯的近似，因為 X 光與物質的作用很弱。電子則完全是另一回事：它們直接感受到每個原子核與電子的電場，所以散射大約強上一萬倍。

因為電子散射如此之強，即使只穿過一片薄膜，一次通過也不是一次散射事件，而是許多次。能量在直穿的束與繞射的束之間來回激盪，一次又一次，像水在兩個相連水槽之間搖晃。這種重複的、同調的再散射就是動力學散射。在最簡單的「雙束」情形（只有透射束與一個繞射束重要）中，繞射束的強度不是隨厚度單調增加——而是隨厚度以正弦方式振盪，晶膜越厚就時起時落，週期有一個特徵值叫消光距離（常為數十奈米）。這些振盪在影像中表現為厚度條紋與彎曲輪廓，是動力學行為日常可見的指紋。

實務上的結論是一個警告加一個機會。警告：你不能天真地把電子繞射強度當作 |F|^2 來解結構，因為強度被多重散射攪亂了；被對稱性禁制的繞射甚至可能出現，是透過「雙重繞射」向允許的繞射借來的。機會：動力學散射打破了弗里德爾定律，這正是會聚束圖樣能偵測反演中心缺席、釘住空間群的原因。因此要讓電子繞射定量化，就得把試片保持得極薄（以逼近運動學極限）、用進動之類的技巧把最糟的效應平均掉，或乾脆用完整的動力學模擬正面擁抱這套物理。