波的散射（wave scattering）

想像把一顆小石子丟進平靜的池塘：圓形的漣漪從落點向外擴散。現在想像池塘裡浮著許多小軟木塞，每當漣漪經過把它托起，它就送出自己一圈新的漣漪。波的散射正是這樣。當一個波——光波、X 光、電子波——撞上一個原子時，原子並非單純把它擋住或放它通過；它會攫取一點波的能量，再輻射出自己一個嶄新的波，向幾乎所有方向擴散。這個被重新輻射出來的波就是散射波，而這個原子就是散射體。

對 X 光而言，機制很具體。X 光是一個振盪的電場；當它掃過一個原子時，會使原子裡的電子以相同頻率來回抖動。加速中的電荷會輻射，所以每個抖動的電子都變成一根小小的天線，向外播送一個球面波，波長與入射 X 光相同。因為波長沒有改變，我們稱之為彈性（或同調）散射——而且只有同調、同波長的那一部分，日後才能互相干涉，建構出繞射圖樣。單一自由電子以這種方式散射，稱為湯姆森散射（Thomson scattering）。

一個原子朝所有方向微弱地散射還不是繞射，單靠它自己也幾乎微弱到看不見。魔法只在一整支週期性的原子大軍一起散射時才出現：它們數以億計的微弱波幾乎全數互相抵消，卻在少數幾個銳利的方向上峰對峰地對齊，加強成一道強烈的光束。所以波的散射是最基本的事件、是單一塊磚；有序陣列的干涉才是整棟建築。心裡要把兩者分開——散射是一個原子做的事，繞射是一整群原子做的事。