Эффект Комптона

В 1923 г. американский физик Комптон исследовал рассеяние рентгеновских лучей (длина волны которых λ не превышает 100 нм) «легкими» веществами (графит, парафин и т. д.). Анализируя рассеянное излучение с помощью спектрометра, он обнаружил, что это излучение содержит, кроме линии первичного излучения с длиной волны λ, другую линию с большей длиной волны . Оказалось, что в данных условиях опыта (маленькая λ и небольшая атомная масса вещества) разность не зависит от λ и природы вещества, но увеличивается по мере возрастания угла рассеяния по закону

(78.1)

(угол рассеяния — это угол между направлениями первичного и рассеянного излучений).

Классическая электродинамика не могла объяснить это явление, названное эффектом Комптона. Согласно ей, при рассеянии электромагнитного излучения веществом рассеянное излучение должно иметь ту же длину волны, что и первичное излучение.

В то же время эффект Комптона легко интерпретируется как упругое соударение между фотоном и электроном. При этом соударении первичный фотон с энергией hν передает часть своей энергии E_э электрону вещества, называемому электроном отдачи. Рассеянный фотон имеет энергию , а, следовательно, и частоту , меньшую, чем первичный фотон.