Pada tahun 1922 itulah Arthur Holly Compton, setelah melakukan beberapa studi tentang interaksi materi radiasi, menyadari bahwa ketika berkas sinar-X mengenai target karbon, ia mengalami menyebar. Awalnya, Compton tidak melihat ada yang salah, karena pengukurannya menunjukkan bahwa sinar yang tersebar memiliki frekuensi yang berbeda dari sinar datang tepat setelah melewati target.
Menurut teori gelombang, konsep ini diterima begitu saja, karena frekuensi gelombang tidak diubah oleh fenomena apa pun yang terjadi dengannya, menjadi karakteristik dari sumber yang menghasilkannya. Namun yang ditemukan, melalui eksperimen, frekuensi sinar-X yang dihamburkan selalu lebih rendah dari frekuensi datangnya sinar-X, tergantung pada sudut deviasinya. Gambar di bawah menunjukkan skema terjadinya fenomena ini, yang dikenal sebagai known Efek Compton.
Untuk menjelaskan apa yang terjadi, Compton terinspirasi oleh pendekatan Einstein, yaitu ia menafsirkan sinar-X sebagai berkas partikel dan interaksi sebagai tumbukan partikel. Energi foton insiden, menurut Einstein dan Planck, akan menjadi h.f; dan foton yang tersebar akan memiliki elektron, sesuai dengan hukum kekekalan energi.
Pendekatannya bekerja dengan sempurna, tetapi Compton melangkah lebih jauh. Dia juga menyelidiki interaksi dari sudut pandang hukum kekekalan momentum linier. Secara eksperimental, ia memverifikasi bahwa hukum ini berlaku untuk beberapa sudut hamburan, selama momen linier foton didefinisikan sebagai
Dimana:
- ç - adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa
- H – adalah konstanta Planck
- λ - adalah panjang gelombang radiasi
Penemu Kamar Awan (Charles Wilson) secara eksperimental memperoleh lintasan foton dan elektron yang tersebar, bekerja sama dengan Compton. Dua fitur penting dalam ekspresi di atas: satu adalah redefinisi momentum linier itu sendiri, yang tidak dapat ditulis sebagai mv, karena foton tidak memiliki massa; dan karakteristik lain yang dapat diamati adalah pembentukan hubungan yang jelas antara kuantitas khas sel-sel, yaitu materi, dan kuantitas yang secara khas bergelombang.
Compton lebih lanjut mengembangkan metode yang membuktikan bahwa foton dan elektron tersebar secara bersamaan, yang menghalangi penjelasan yang melibatkan penyerapan dan emisi radiasi berikutnya.
Oleh Domitiano Marques
Lulus Fisika
