Het was in het jaar 1922 dat Arthur Holly Compton, na het uitvoeren van enkele studies over interactie stralingsmaterie, realiseerde zich dat wanneer een röntgenstraal een koolstofdoel trof, deze een verspreiden. Aanvankelijk merkte Compton niets verkeerds op, aangezien zijn metingen aangaven dat de verstrooide straal een andere frequentie had dan de invallende straal net nadat deze door het doel was gegaan.
Volgens de golftheorie werd dit concept als vanzelfsprekend beschouwd, omdat de frequentie van een golf niet wordt gewijzigd door enig fenomeen dat ermee optreedt, omdat het kenmerkend is voor de bron die het produceert. Maar wat door experimenten werd gevonden, was dat de frequentie van de verstrooide röntgenstralen altijd lager was dan de frequentie van de invallende röntgenstralen, afhankelijk van de afwijkingshoek. De onderstaande figuur toont ons het schema van het optreden van dit fenomeen, bekend als Compton-effect.
Om uit te leggen wat er gebeurde, werd Compton geïnspireerd door de benadering van Einstein, dat wil zeggen, hij interpreteerde de röntgenstralen als bundels van deeltjes en de interactie als een botsing van deeltjes. De energie van het invallende foton zou volgens Einstein en Planck h.f zijn; en het verstrooide foton zou een elektron hebben, met inachtneming van de wet van behoud van energie.
Niet stoppen nu... Er is meer na de reclame ;)
De aanpak werkte perfect, maar Compton ging nog verder. Hij onderzocht ook de interactie vanuit het oogpunt van de wet van behoud van lineair momentum. Experimenteel verifieerde hij dat deze wet geldig was voor verschillende verstrooiingshoeken, zolang het lineaire moment van het foton werd gedefinieerd als
Waar:
- ç – is de lichtsnelheid in een vacuüm
- H - is de constante van Planck
- λ – is de golflengte van de straling
De uitvinder van de Cloud Chamber (Charles Wilson) heeft in samenwerking met Compton experimenteel de banen van fotonen en verstrooide elektronen verkregen. Twee kenmerken vallen op in de bovenstaande uitdrukking: de ene is de herdefinitie van lineair momentum zelf, die niet kan worden geschreven als mv, omdat het foton geen massa heeft; en het andere kenmerk dat kan worden waargenomen, is het tot stand brengen van een duidelijke associatie tussen een typische hoeveelheid bloedlichaampjes, dat wil zeggen materie, en een kenmerkende golvende hoeveelheid.
Compton ontwikkelde verder een methode die bewees dat het foton en het elektron gelijktijdig werden verstrooid, wat verklaringen met betrekking tot absorptie en daaropvolgende emissie van straling uitsluit.
Door Domitiano Marques
Afgestudeerd in natuurkunde
Wil je naar deze tekst verwijzen in een school- of academisch werk? Kijken:
SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Compton-effect"; Brazilië School. Beschikbaar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/efeito-compton.htm. Betreden op 27 juni 2021.