アーサー・ホリー・コンプトンが相互作用に関するいくつかの研究を行った後、1922年になりました 放射線の問題は、X線ビームが炭素ターゲットに当たると、 広がる。 当初、コンプトンは、散乱ビームがターゲットを通過した直後の入射ビームとは異なる周波数を持っていることを測定が示していたため、何も問題に気づいていませんでした。
波動理論によれば、この概念は当然のことと考えられていました。波動の周波数は、波動で発生する現象によって変化せず、波動を生成するソースの特性であるためです。 しかし、実験を通してわかったことは、散乱X線の周波数は、偏角に応じて、入射X線の周波数よりも常に低いということでした。 下の図は、この現象の発生スキームを示しています。 コンプトン効果.
何が起こったのかを説明するために、コンプトンはアインシュタインのアプローチに触発されました。つまり、彼はX線を粒子のビームであり、相互作用を粒子の衝突であると解釈しました。 アインシュタインとプランクによると、入射光子のエネルギーはh.fです。 そして、散乱光子は、エネルギー保存の法則に関して、電子を持っているでしょう。
アプローチは完璧に機能しましたが、コンプトンはさらに進んだ。 彼はまた、線形運動量保存の法則の観点から相互作用を調査しました。 実験的に、彼は、光子の線形モーメントが次のように定義されている限り、この法則がいくつかの散乱角に対して有効であることを確認しました。
どこ：
- ç –は真空中の光速です
- H –はプランク定数です
- λ –は放射の波長です
霧箱の発明者（チャールズウィルソン）は、コンプトンと共同で、光子と散乱電子の軌道を実験的に取得しました。 上記の式で注目すべき2つの特徴があります。1つは線形運動量自体の再定義であり、次のように書くことはできません。 mv、光子には質量がないため。 観察できる他の特徴は、粒子の典型的な量、つまり物質と特徴的な波状の量との間に明確な関連性が確立されていることです。
コンプトンはさらに、光子と電子が同時に散乱することを証明する方法を開発しました。これにより、放射線の吸収とその後の放出に関する説明ができなくなりました。
ドミティアーノ・マルケス
物理学を卒業