Se oli vuonna 1922 Arthur Holly Compton suoritettuaan joitain tutkimuksia vuorovaikutuksesta säteilyaine, tajusi, että kun röntgensäde osui hiilitavoitteeseen, se kärsi a leviäminen. Aluksi Compton ei huomannut mitään vikaa, koska hänen mittauksensa osoittivat, että sirotulla säteellä oli erilainen taajuus kuin tulevalla säteellä heti sen kulkiessa kohteen läpi.
Aaltoteorian mukaan tämä käsite pidettiin itsestään selvänä, koska mikään sen yhteydessä esiintyvä ilmiö ei muuta aallon taajuutta, joka on ominaista sen tuottavalle lähteelle. Mutta kokeilulla havaittiin, että sirotettujen röntgensäteiden taajuus oli aina pienempi kuin tulevien röntgensäteiden taajuus, poikkeamiskulmasta riippuen. Alla olevassa kuvassa esitetään tämän ilmiön esiintymisen kaavio, joka tunnetaan nimellä Compton Effect.
Selittääkseen mitä tapahtui, Compton innostui Einsteinin lähestymistavasta, toisin sanoen hän tulkitsi röntgensäteet hiukkassäteiksi ja vuorovaikutuksen hiukkasten törmäykseksi. Einsteinin ja Planckin mukaan tulevan fotonin energia olisi hf; ja sironneella fotonilla olisi elektroni energiansäästölain suhteen.
Lähestymistapa toimi täydellisesti, mutta Compton meni vielä pidemmälle. Hän tutki myös vuorovaikutusta lineaarisen impulssin säilymislain näkökulmasta. Kokeellisesti hän vahvisti, että tämä laki oli voimassa useille sirontakulmille, kunhan fotonin lineaarinen momentti määritettiin
Missä:
- ç - on valon nopeus tyhjiössä
- H - on Planckin vakio
- λ - on säteilyn aallonpituus
Pilvikammion keksijä (Charles Wilson) hankki kokeellisesti fotonien ja sironneiden elektronien liikeradat yhteistyössä Comptonin kanssa. Kaksi ominaisuutta on huomattava yllä olevassa lausekkeessa: yksi on itse lineaarisen impulssin uudelleenmäärittely, jota ei voida kirjoittaa mv, koska fotonilla ei ole massaa; ja toinen havaittavissa oleva ominaisuus on selvän yhteyden muodostuminen tyypillisen solujen määrän eli aineen ja tyypillisesti aaltoilemattoman määrän välille.
Compton kehitti edelleen menetelmän, joka osoitti, että fotoni ja elektroni sirottiin samanaikaisesti, mikä sulkee pois selitykset, joihin liittyy säteilyn absorptio ja myöhempi emissio.
Kirjoittanut Domitiano Marques
Valmistunut fysiikasta