Bylo to v roce 1922, kdy Arthur Holly Compton po provedení několika studií interakce radiační hmota, si uvědomil, že když rentgenový paprsek zasáhl uhlíkový cíl, utrpěl a šíření. Compton si zpočátku nevšiml ničeho špatného, protože jeho měření naznačovala, že rozptýlený paprsek měl jinou frekvenci než dopadající paprsek těsně poté, co prošel cílem.
Podle teorie vln byl tento koncept považován za samozřejmost, protože frekvence vlny se nemění žádným jevem, který se s ní vyskytuje, což je charakteristické pro zdroj, který ji produkuje. Experimentem však bylo zjištěno, že frekvence rozptýlených rentgenových paprsků byla vždy nižší než frekvence dopadajících rentgenových paprsků, v závislosti na úhlu odchylky. Obrázek níže ukazuje schéma výskytu tohoto jevu, známého jako Comptonův efekt.
Aby vysvětlil, co se stalo, Compton byl inspirován Einsteinovým přístupem, to znamená, že interpretoval rentgenové paprsky jako paprsky částic a interakci jako srážku částic. Energie dopadajícího fotonu by podle Einsteina a Plancka byla h.f; a rozptýlený foton by měl elektron, pokud jde o zákon zachování energie.
Přístup fungoval perfektně, ale Compton šel ještě dále. Zkoumal také interakci z hlediska zákona zachování lineární hybnosti. Experimentálně ověřil, že tento zákon platí pro několik rozptylových úhlů, pokud byl lineární moment fotonu definován jako
Kde:
- C - je rychlost světla ve vakuu
- H - je Planckova konstanta
- λ - je vlnová délka záření
Vynálezce Cloudové komory (Charles Wilson) experimentálně získal trajektorie fotonů a rozptýlených elektronů ve spolupráci s Comptonem. Ve výše uvedeném výrazu jsou pozoruhodné dva rysy: jedním je předefinování samotné lineární hybnosti, kterou nelze zapsat jako mv, protože foton nemá žádnou hmotnost; a další charakteristikou, kterou lze pozorovat, je vytvoření jasné asociace mezi typickým množstvím krvinek, tj. hmotou, a charakteristicky zvlněnou kvantitou.
Compton dále vyvinul metodu, která dokázala, že foton a elektron byly rozptýleny současně, což vylučovalo vysvětlení týkající se absorpce a následné emise záření.
Autor: Domitiano Marques
Vystudoval fyziku