原子散射因子（atomic scattering factor）

並非所有原子都以相同強度散射，甚至單一原子也不會朝所有方向以相同強度散射。原子散射因子（記作 f，又稱形狀因子 form factor）是一個數，說明一個孤立原子相對於單一電子散射波的強弱。大致上，電子多的重原子散射強、輕原子散射弱——因為對 X 光而言，做散射的是電子，電子越多就有越多散射體協力工作。

有兩件事把 f 釘死。第一，在零散射角（正對穿過）時，原子裡每個電子都完全同步散射，所以 f 等於原子序 Z：碳從 f = 6 起，鐵從 f = 26 起，鉛從 f = 82 起（以單電子散射為單位）。第二，隨著散射角增大，f 平滑地下降。為什麼會下降？因為電子雲有實際的大小，與波長相當。在有限角度下，從電子雲近側與遠側散射的波產生程差，不再完美同步相加，於是部分抵消。角度越大（sin theta / lambda 越大），抵消越多，f 就越小。

這種隨角度和緩下降的特性，正是為什麼繞射峰通常在高角度處變弱，也是為什麼輕原子——尤其是只有一顆電子的氫——用 X 光幾乎看不見。它也解釋了為什麼中子與電子是互補的探針：中子散射自原子核（其散射長度不隨角度下降，也不跟隨 Z），電子則散射自靜電位，所以各自看到的原子都不同。X 光的 f 是由電子雲散射這個特定情形。