Incoherente verstrooiing verwijst naar de willekeurige verstrooiing van golven of deeltjes waarbij de faserelaties tussen de verstrooide golven verloren gaan. Een veelvoorkomend voorbeeld van onsamenhangende verstrooiing doet zich voor op ruwe oppervlakken of dichte media waar invallende golven interageren met talrijke verstrooiingscentra die fase-randomisatie veroorzaken. Zonlicht dat door het ruwe oppervlak van de maan wordt verstrooid, vertoont bijvoorbeeld onsamenhangende verstrooiing, wat leidt tot diffuse reflectie en verlies van fasecoherentie tussen de verspreide golven.
Bij coherente diffusie zijn daarentegen golven betrokken die na diffusie een vaste faserelatie behouden. Een voorbeeld is Bragg-verstrooiing, waargenomen in kristalroosters waar röntgenstralen of neutronen atomen binnen de roosterstructuur verstrooien. De vaste faserelatie tussen invallende en verstrooide golven maakt constructieve interferentie mogelijk, wat resulteert in duidelijke diffractiepatronen die waardevolle informatie verschaffen over de atomaire structuur van het materiaal.
Het belangrijkste verschil tussen coherente en incoherente verstrooiing is het behoud van faserelaties. Bij coherente verstrooiing blijft de fasecoherentie tussen invallende en verstrooide golven behouden, waardoor constructieve of destructieve interferentiepatronen mogelijk zijn die gedetailleerde informatie verschaffen over het verstrooiende medium. Incoherente verstrooiing brengt daarentegen willekeurige faserelaties tussen verstrooide golven met zich mee, wat leidt tot diffuse verstrooiingspatronen zonder waarneembare interferentie-effecten. Coherente verstrooiing wordt meestal geassocieerd met reguliere structuren zoals kristallen, terwijl onsamenhangende verstrooiing optreedt in onregelmatige of dichte media waar fasecoherentie verloren gaat als gevolg van meerdere verstrooiingsgebeurtenissen.
Ramanverstrooiing is een voorbeeld van onsamenhangende verstrooiing. Bij Raman-verstrooiing interageren invallende fotonen met moleculen, waardoor ze energieveranderingen ondergaan en fotonen met verschillende energieën uitzenden. De verstrooide fotonen zijn niet in fase met de invallende fotonen en vertonen willekeurige faserelaties. Deze eigenschap maakt Raman-verstrooiing nuttig voor het analyseren van moleculaire trillingsmodi en het identificeren van moleculaire samenstellingen op basis van verstrooide golflengten.
Compton-diffusie is een ander voorbeeld van onsamenhangende diffusie. Het treedt op wanneer fotonen (meestal röntgen- of gammastraling) interageren met vrije elektronen in materialen, waarbij een deel van hun energie wordt overgedragen aan de elektronen en onder verschillende hoeken wordt verstrooid. Verstrooide fotonen onderhouden geen vaste faserelatie met invallende fotonen vanwege de willekeurige aard van elektronische interacties. Comptonverstrooiing is essentieel voor medische beeldvorming, astronomie en materiaalkunde voor het bestuderen van elektronendichtheden en materiaalsamenstellingen op basis van de energieën en hoeken van verstrooide fotonen.