元素介紹
在含有多個物體的介質中傳播時,波會被物體散射。散射波會被物體再散射,形成多重散射過程(Multiple Scattering)。自然界裡,有許多現象是由波的多重散射引起的。例如,我們在晴朗的夜空里看到的星星閃爍便是由於來自星球的光波在穿過大氣層,受到大氣層中的氣流擾動而發生散射或繞射,使得光線偏離直達方向,所以我們看起來,星星看上去像是在閃爍。這一現象稱為 Scintillation。人們曾借用這一原理來研究河流的紊流(Turbulence)的物理性質,測量河流的流速。人們還藉此探討用聲吶(Sounder)來估算河流中的魚群的數量和魚群的遷徙速度。多重聲波散射還是導致海洋表面混響(Reverberation)及噪聲(Noise)的重要機制。許多微觀的物理現象也是因多重波散射而起的。最顯著的例子之一就是電子波 (Electronic Waves) 的局域化現象。
預測評論
早在 1958 年,美國物理學家安得森(P. W. Anderson)首先預測,如果在導體內加入雜質(Impurities),電子在傳導時會被這些雜質散射,多重散射波則發生互相干擾,結果能導致電子的運動停止,金屬的導電性消失,呈現出絕緣體的性質。這一預測後來被實驗證實,安得森也因此榮獲諾貝爾物理獎。現在人們稱此由於摻雜而導致的導電到絕緣的現象為電子波的安得森局域化(Anderson Localization)。簡單來說,這一現象好比是一組列隊整齊的部隊從整齊的馬路走上崎嶇不平的路。可以想像,在平正的馬路上,部隊的行進可威武地保持整齊,一旦到了崎嶇的路上,部隊的整齊度會降低。進而,如果道路太過坎坷,甚至埋有地雷,部隊可能就會停下來。