La déviation des ondes par des obstacles ou des inhomogénéités, modifiant leur direction et leur intensité.La diffusion des ondes est le processus par lequel les ondes—telles que la lumière, le son ou les ondes de matière—sont déviées, réfléchies ou dispersées lorsqu'elles rencontrent un obstacle ou une inhomogénéité dans leur milieu. Ce phénomène est fondamental dans de nombreux domaines de la physique, de la couleur bleue du ciel (diffusion Rayleigh de la lumière solaire) à la manière dont le radar détecte les avions. La diffusion peut être élastique, où l'énergie de l'onde est conservée, ou inélastique, où l'énergie est transférée à l'objet diffusant, modifiant ainsi la fréquence de l'onde.
L'étude de la diffusion des ondes remonte au XIXe siècle, avec l'explication par Lord Rayleigh de la raison pour laquelle le ciel est bleu. La théorie a été développée par Gustav Mie, qui en 1908 a fourni une solution complète pour la diffusion par des particules sphériques, désormais connue sous le nom de diffusion de Mie.
Lorsqu'une onde rencontre un obstacle, elle interagit avec les propriétés du matériau, telles que son indice de réfraction ou sa densité. L'amplitude et la phase de l'onde sont modifiées, et elle rayonne vers l'extérieur dans de nouvelles directions. Le schéma exact de diffusion dépend de la taille et de la forme de l'obstacle par rapport à la longueur d'onde, ainsi que des propriétés du matériau. Pour les petits obstacles, la diffusion est souvent isotrope, tandis que des obstacles plus grands peuvent produire des schémas angulaires complexes, comme les anneaux de diffraction observés en cristallographie aux rayons X.
La diffusion des ondes est utilisée en imagerie médicale (échographie), en télédétection (radar et lidar) et en science des matériaux (diffraction des rayons X) pour sonder la structure de la matière.
Le phénomène de « localisation d'Anderson » montre que dans un milieu désordonné, les ondes peuvent être complètement piégées en raison de diffusions multiples, transformant un conducteur en isolant.
