বিক্ষেপণ
পদার্থবিজ্ঞানের বহু-সংখ্যক ভৌত প্রক্রিয়াকে বিক্ষেপণ নামে অভিহিত করা হয়। বিক্ষেপণে মূলত কোন মাধ্যমে গতিশীল কণাকে অথবা আলো বা শব্দের মতো কয়েক ধরনের বিকিরণকে অসমরূপতাসমূহের (non-uniformities) দ্বারা এদের সঞ্চারপথ থেকে বিচ্যুত হতে বাধ্য করা হয়। যেসব অসমরূপতা বিক্ষেপণ ঘটায় তাদের সংখ্যা অগণিত যার মধ্যে কণা এবং বিকিরণও অন্তর্ভুক্ত। কোন বিকিরণের প্রতিফলনের ক্ষেত্রে প্রতিফলনের সূত্র অনুসারে এর যে কোণে প্রতিফলিত হওয়া উচিৎ সেখান থেকে এর বিচ্যুতি ঘটলে এরূপ প্রতিফলন বা বিচ্যুতিকেও সাধারণত বিক্ষেপণের অন্তর্ভুক্ত করা হয়। যেসব বিকিরণের প্রতিফলনের ক্ষেত্রে বিক্ষেপণ ঘটে অর্থাৎ যেসব প্রতিফলিত বিকিরণের বিক্ষেপণ ঘটে তাদেরকে সচরাচর অপসারী প্রতিফলন এবং অবিক্ষিপ্ত প্রতিফলনকে নিয়মিত প্রতিফলন বলা হয়। (অন্ততপক্ষে ১৭ শতকের আইজাক নিউটনের সময়ে) বিক্ষেপণ শব্দটি দ্বারা মূলত আলোর বিক্ষেপণকেই বোঝানো হত। "রশ্মি"-সদৃশ ঘটনাসমূহ আবিষ্কৃত হলে বিক্ষেপণের ধারণা এসব বিষয়ের ক্ষেত্রেও সম্প্রসারিত হয় যার ফলে ১৮০০ সালের দিকে উইলিয়াম হার্শেল "তাপ রশ্মি"র বিক্ষেপণের প্রসঙ্গটি তুলে ধরতে পারতেন (প্রকৃতিতে তাপ যে তড়িচ্চুম্বকীয় সেটা তখনও স্বীকৃতি পায়নি)। জন টিন্ডাল যিনি আলোর বিক্ষেপণ সংক্রান্ত গবেষণার একজন অগ্রদূত তিনি ১৮৭০ এর দশকে আলো এবং শব্দের বিক্ষেপণের মধ্যে যে সম্পর্ক রয়েছে তা লক্ষ্য করেন। ১৯ শতকের শেষের দিকে ক্যাথোড রশ্মি (ইলেকট্রন রশ্মি) এবং এক্স-রে এর বিক্ষেপণ পর্যবেক্ষণ এবং সেসব নিয়ে আলোচনা করা হত। অতিপারমাণবিক কণার আবিষ্কার (যেমন: ১৯১১ সালে আর্নেস্ট রাদারফোর্ডের আবিষ্কার) এবং ২০ শতকে কোয়ান্টাম তত্ত্বের বিকাশের সাথে সাথে, উপরন্তু আলোর বিক্ষেপণের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত গাণিতিক কাঠামো অন্যান্য অনেক ভৌত ঘটনাবলীর ক্ষেত্রেও যে প্রয়োগ করা সম্ভবপর সেটা স্বীকার করে নেওয়ার ফলে বিক্ষেপণের ধারণাটির অনেক সম্প্রসারণ ঘটে। উপরের আলোচনা অনুসারে অণু, পরমাণু, ইলেকট্রন, ফোটন এবং অন্যান্য কণার মধ্যে যে কণা-কণা সংঘর্ষ (কণা পদার্থবিজ্ঞানের ভাষায় যা বিশেষ একটি ঘটনা) তাকে বিক্ষেপণ হিসেবে উল্লেখ করা যায়। এর উদাহরণ হিসেবে রয়েছে: পৃথিবীর ঊর্ধ্ব বায়ুমণ্ডলে মহাজাগতিক রশ্মির বিক্ষেপণ, কণা ত্বরক যন্ত্রের ভিতর কণার সংঘর্ষ, ফ্লুরোসেন্ট বাতির ভিতরে গ্যাস পরমাণুর ইলেকট্রন বিক্ষেপণ এবং পারমাণবিক চুল্লীর ভিতরে নিউট্রন বিক্ষেপণ। যেসব অসমরূপতা (non-uniformities) বিক্ষেপণ ঘটায় তাদেরকে সাধারণত বিক্ষেপক (scatterer) বা বিক্ষেপণ কেন্দ্র (scattering center) বলা হয়। তালিকায় এদের সংখ্যা অত্যধিক যাদের কয়েকটি হলো: কণা, বুদবুদ, ফোঁটা বা ড্রপলেট, পলিক্রিস্টালাইন কঠিন পদার্থে বিদ্যমান ক্রিস্টালাইট (স্ফটিক বিশেষ), মনোক্রিস্টালাইন কঠিন পদার্থের ত্রুটি , পৃষ্ঠতলের রুক্ষতা, জীবদেহের কোষ, এবং কাপড়ে থাকা (সুতার) তন্তু; এমনকি তরল বা প্রবাহী বস্তুতে ঘনত্বের তারতম্যও বিক্ষেপণ ঘটাতে সক্ষম। যেসব চলমান তরঙ্গ বা গতিশীল কণার চলার পথে এই ধরনের ঘটনার লক্ষণ বা প্রভাব দেখা যায় তাদের প্রায় সবগুলোকেই বিক্ষেপণ তত্ত্বের কাঠামোতে ব্যাখ্যা করা সম্ভব। যেসব বিষয়ের ক্ষেত্রে বিক্ষেপণ আর বিক্ষেপণ তত্ত্ব খুবই তাৎপর্যপূর্ণ তাদের মধ্যে মধ্যে রয়েছে রাডারের মাধ্যমে দূর অনুধাবণ, চিকিৎসায় ব্যবহৃত শব্দোত্তর তরঙ্গ বা আল্ট্রাসনোগ্রাফি, অর্ধপরিবাহী ওয়েফারের পরীক্ষণ, পলিমারকরণ প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ-নিয়ন্ত্রণ, শব্দ নিরোধক দিয়ে আচ্ছাদনের প্রক্রিয়া (acoustic tiling), শূন্যস্থান দিয়ে যোগাযোগ, এবং কম্পিউটার জেনেরেটেড ইমেজারি বা কম্পিউটার গ্রাফিক্সের মাধ্যমে ছবি তৈরিকরণ। কণা পদার্থবিজ্ঞান, পারমাণবিক, আণবিক ও আলোকীয় পদার্থবিজ্ঞান, নিউক্লীয় পদার্থবিজ্ঞান এবং জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞানের মতো বিষয়ের ক্ষেত্রে কণা-কণা বিক্ষেপণ তত্ত্ব খুবই গুরুত্বপূর্ণ। কণা পদার্থবিজ্ঞানে কোয়ান্টাম মিথস্ক্রিয়া এবং মৌলিক কণার বিক্ষেপণকে বিক্ষেপণ ম্যাট্রিক্স বা S-ম্যাট্রিক্সের দ্বারা ব্যাখ্যা করা হয়। S-ম্যাট্রিক্সের প্রবর্তন এবং বিকাশ হয়েছে জন আর্চিবল্ড হুইলার এবং ভের্নার কার্ল হাইজেনবের্গ এর হাত ধরে। বিভিন্ন ধারণার আলোকে বিক্ষেপণের পরিমাণ নির্ণয় করা যায়, যাদের মধ্যে রয়েছে: বিক্ষেপণ ক্রস সেকশন (σ), ক্ষয় সহগসমূহ, দ্বিমুখী বিক্ষেপণ বণ্টন ফাংশন (BSDF), S-ম্যাট্রিক্সসমূহ এবং গড় মুক্ত পথ।