A dispersão incoerente refere-se à dispersão aleatória de ondas ou partículas onde as relações de fase entre as ondas espalhadas são perdidas. Um exemplo comum de espalhamento incoerente ocorre em superfícies rugosas ou meios densos onde as ondas incidentes interagem com muitos centros de espalhamento que causam aleatorização de fase. Por exemplo, a luz solar espalhada pela superfície rugosa da Lua exibe uma dispersão incoerente, levando à reflexão difusa e à perda de coerência de fase entre as ondas espalhadas.
A difusão coerente, por outro lado, envolve ondas que mantêm uma relação de fase fixa após a difusão. Um exemplo é o espalhamento de Bragg, observado em redes cristalinas onde raios X ou nêutrons espalham átomos dentro da estrutura da rede. A relação de fase fixa entre ondas incidentes e espalhadas permite interferência construtiva, resultando em padrões de difração distintos que fornecem informações valiosas sobre a estrutura atômica do material.
A principal diferença entre espalhamento coerente e incoerente é a preservação das relações de fase. No espalhamento coerente, a coerência de fase entre as ondas incidentes e espalhadas é mantida, permitindo padrões de interferência construtivos ou destrutivos que fornecem informações detalhadas sobre o meio de espalhamento. Em contraste, o espalhamento incoerente envolve relações de fase aleatórias entre ondas espalhadas, levando a padrões de espalhamento difuso sem efeitos de interferência discerníveis. O espalhamento coerente está geralmente associado a estruturas regulares como cristais, enquanto o espalhamento incoerente ocorre em meios irregulares ou densos onde a coerência de fase é perdida devido a múltiplos eventos de espalhamento.
O espalhamento Raman é um exemplo de espalhamento incoerente. No espalhamento Raman, os fótons incidentes interagem com as moléculas, fazendo com que elas sofram mudanças de energia e emitam fótons com energias diferentes. Os fótons espalhados não estão em fase com os fótons incidentes e exibem relações de fase aleatórias. Esta característica torna o espalhamento Raman útil para analisar modos vibracionais moleculares e identificar composições moleculares com base em comprimentos de onda dispersos.
A difusão Compton é outro exemplo de difusão incoerente. Ocorre quando fótons (geralmente raios X ou raios gama) interagem com elétrons livres em materiais, transferindo parte de sua energia para os elétrons e espalhando-os em diferentes ângulos. Os fótons dispersos não mantêm uma relação de fase fixa com os fótons incidentes devido à natureza aleatória das interações eletrônicas. O espalhamento Compton é essencial para imagens médicas, astronomia e ciência dos materiais para estudar densidades de elétrons e composições de materiais com base nas energias e ângulos dos fótons espalhados.