Bilo je to 1922. godine kada je Arthur Holly Compton, nakon provođenja nekih studija o interakciji tvari zračenja, shvatio je da je, kad je rendgenska zraka pogodila ugljikov cilj, pretrpio a šireći se. U početku Compton nije primijetio ništa loše, jer su njegova mjerenja pokazala da je raspršeni zrak imao drugačiju frekvenciju od padajućeg snopa neposredno nakon što je prošao kroz metu.
Prema teoriji valova, ovaj se koncept uzimao zdravo za gotovo, jer frekvencija vala ne mijenja niti jedan fenomen koji se događa s njim, a svojstven je izvoru koji ga stvara. No, eksperimentiranjem je utvrđeno da je frekvencija raspršenih X-zraka uvijek bila niža od frekvencije upadnih X-zraka, ovisno o kutu odstupanja. Donja slika prikazuje shemu pojave ove pojave, poznate kao Comptonov efekt.
Da bi objasnio što se dogodilo, Comptona je nadahnuo Einsteinov pristup, odnosno on je interpretirao X-zrake kao zrake čestica, a interakciju kao sudar čestica. Prema Einsteinu i Plancku, energija incidentnog fotona bila bi h.f; a raspršeni foton imao bi elektron, poštujući zakon očuvanja energije.
Pristup je savršeno uspio, ali Compton je otišao još dalje. Također je istraživao interakciju sa stajališta zakona očuvanja linearnog zamaha. Eksperimentalno je potvrdio da ovaj zakon vrijedi za nekoliko kutova raspršenja, sve dok je linearni moment fotona definiran kao
Gdje:
- ç - je brzina svjetlosti u vakuumu
- H - Plankova je konstanta
- λ - je valna duljina zračenja
Izumitelj Oblačne komore (Charles Wilson) eksperimentalno je dobio putanje fotona i raspršenih elektrona, u suradnji s Comptonom. Dvije su značajke značajne u gornjem izrazu: jedna je redefinicija samog linearnog zamaha, koja se ne može zapisati kao mv, jer foton nema masu; a druga karakteristika koja se može uočiti je uspostavljanje jasne povezanosti između tipične količine krvnih zrnaca, odnosno materije, i karakteristično valovite veličine.
Compton je dalje razvio metodu koja je dokazala da su se foton i elektron istodobno raspršili, što je isključilo objašnjenja koja uključuju apsorpciju i naknadnu emisiju zračenja.
Napisao Domitiano Marques
Diplomirao fiziku
