La dispersión incoherente se refiere a la dispersión aleatoria de ondas o partículas donde se pierden las relaciones de fase entre las ondas dispersas. Un ejemplo común de dispersión incoherente ocurre en superficies rugosas o medios densos donde las ondas incidentes interactúan con muchos centros de dispersión que causan aleatorización de fases. Por ejemplo, la luz solar dispersada por la rugosa superficie de la luna presenta una dispersión incoherente, lo que provoca una reflexión difusa y una pérdida de coherencia de fase entre las ondas dispersas.
La difusión coherente, por otro lado, implica ondas que mantienen una relación de fase fija después de la difusión. Un ejemplo es la dispersión de Bragg, que se observa en redes cristalinas donde los rayos X o los neutrones dispersan átomos dentro de la estructura de la red. La relación de fase fija entre las ondas incidentes y dispersas permite una interferencia constructiva, lo que da como resultado patrones de difracción distintos que proporcionan información valiosa sobre la estructura atómica del material.
La principal diferencia entre dispersión coherente e incoherente es la preservación de las relaciones de fase. En la dispersión coherente, se mantiene la coherencia de fase entre las ondas incidentes y dispersas, lo que permite patrones de interferencia constructivos o destructivos que proporcionan información detallada sobre el medio de dispersión. Por el contrario, la dispersión incoherente implica relaciones de fase aleatorias entre ondas dispersas, lo que da lugar a patrones de dispersión difusos sin efectos de interferencia discernibles. La dispersión coherente suele estar asociada con estructuras regulares como los cristales, mientras que la dispersión incoherente se produce en medios irregulares o densos donde se pierde la coherencia de fase debido a múltiples eventos de dispersión.
La dispersión Raman es un ejemplo de dispersión incoherente. En la dispersión Raman, los fotones incidentes interactúan con las moléculas, provocando que sufran cambios de energía y emitan fotones con diferentes energías. Los fotones dispersos no están en fase con los fotones incidentes y exhiben relaciones de fase aleatorias. Esta característica hace que la dispersión Raman sea útil para analizar modos de vibración molecular e identificar composiciones moleculares basadas en longitudes de onda dispersas.
La difusión de Compton es otro ejemplo de difusión incoherente. Ocurre cuando los fotones (generalmente rayos X o rayos gamma) interactúan con electrones libres en los materiales, transfiriendo parte de su energía a los electrones y dispersándose en diferentes ángulos. Los fotones dispersos no mantienen una relación de fase fija con los fotones incidentes debido a la naturaleza aleatoria de las interacciones electrónicas. La dispersión Compton es esencial para la obtención de imágenes médicas, la astronomía y la ciencia de materiales para estudiar las densidades de electrones y las composiciones de materiales basadas en las energías y los ángulos de los fotones dispersos.