През 1922 г. Артър Холи Комптън, след провеждане на някои изследвания за взаимодействието радиационна материя, осъзнала, че когато рентгенов лъч удари въглеродна мишена, той е получил разпространение. Първоначално Комптън не забелязва нищо нередно, тъй като измерванията му показват, че разпръснатият лъч има различна честота от падащия лъч веднага след преминаването му през целта.
Според теорията на вълните тази концепция се приема за даденост, тъй като честотата на вълната не се променя от нито едно явление, което се случва с нея, което е характерно за източника, който я произвежда. Но това, което беше установено чрез експерименти, беше, че честотата на разсеяните рентгенови лъчи винаги е била по-ниска от честотата на падащите рентгенови лъчи, в зависимост от ъгъла на отклонение. Фигурата по-долу ни показва схемата на възникване на това явление, известна като Комптънов ефект.
За да обясни какво се е случило, Комптън е вдъхновен от подхода на Айнщайн, т.е. той интерпретира рентгеновите лъчи като лъчи от частици, а взаимодействието като сблъсък на частици. Според Айнщайн и Планк енергията на инцидентния фотон би била h.f; и разсеяният фотон би имал електрон по отношение на закона за запазване на енергията.
Подходът работи перфектно, но Комптън стигна още по-далеч. Той също така изследва взаимодействието от гледна точка на закона за запазване на линейния импулс. Експериментално той потвърди, че този закон е валиден за няколко ъгли на разсейване, стига линейният момент на фотона да бъде определен като
Където:
- ° С - е скоростта на светлината във вакуум
- З. - е константата на Планк
- λ - е дължината на вълната на лъчението
Изобретателят на Облачната камера (Чарлз Уилсън) експериментално е получил траекториите на фотони и разпръснати електрони, в сътрудничество с Комптън. В горния израз се забелязват две характеристики: едната е предефинирането на самия линеен импулс, който не може да бъде записан като mv, тъй като фотонът няма маса; а другата характеристика, която може да се наблюдава, е установяването на ясна връзка между типично количество корпускули, тоест материя, и характерно валидно количество.
Комптън по-нататък разработва метод, който доказва, че фотонът и електронът са разпръснати едновременно, което изключва обяснения, включващи поглъщане и последващо излъчване на радиация.
От Домициано Маркис
Завършва физика
