Можно еще упростить задачу. У нас есть два слоя из разных материалов и различно толщиной: м1 и м2. Рассмотрим две ситуации: а) м1 расположен над м2 и б) обратно м2 над м1. Для «простоты» будем интересоваться задачей на прострел. Вопрос: при каких упрощающих предположениях мы не будем различать эти два случая.

Рассмотрим упрощения:
1) пренебрежение зависимостью от начальной энергии E_0 сечений
2) пренебрежение искривлением траектории
3) сами сечения принимаются в виде одинаковой функции (обычно, обратностепенной), которая для разных элементов отличается только коэффициентам

Пункт 3) сам по себе не принципиален. Сейчас вид сечения для задачи на прострел на сложность расчета не играет ни какой роли. Его можно смело отбросить.
Боле важны пункты 1) и 2). Если мы их принимаем, то из структуры общего решения Ландау (функцию Ландау нет смысла анализировать, так как есть более точные решения) выходит, что мы не можем различить ситуации а) и б).
Если же использовать только одно упрощение 1) или 2), то решение однозначное: мы можем различить эти два случая.

Если же говорить о более сложной мишени, многокомпонентной, то ответ на вопрос об однозначности решения обратной задачи более сложен. Но почти такой же. При одновременном использовании упрощений 1) или 2) нет однозначного решения. Когда я говорю «почти такой же» есть нюанс. Решений не может быть много. В зависимости от исходной сложности этих решений счетное количество. В других вариантах решение однозначное.

Если же рассматривать задачу отражения то пункт 2) надо заменить на «квазиоднократное приближение» (малоугловое движение вглубь мишени затем одно сильное рассеяние и малоугловое движение из мишени наверх). И тогда все рассуждения будут справедливы.