Det var i året 1922 at Arthur Holly Compton, etter å ha gjennomført noen studier om interaksjon strålingsmateriale, innså at når en røntgenstråle traff et karbonmål, led den en spredning. Opprinnelig la ikke Compton merke til noe galt, da målingene hans antydet at den spredte strålen hadde en annen frekvens enn den innfallende strålen like etter at den passerte gjennom målet.
I følge bølgeteorien ble dette konseptet tatt for gitt, da frekvensen til en bølge ikke endres av noe fenomen som oppstår med den, da den er karakteristisk for kilden som produserer den. Men det som ble funnet, gjennom eksperimentering, var at frekvensen av de spredte røntgenbildene alltid var lavere enn frekvensen av de innfallende røntgenbildene, avhengig av avviksvinkelen. Figuren nedenfor viser oss skjemaet for forekomsten av dette fenomenet, kjent som Compton-effekt.
For å forklare hva som skjedde, ble Compton inspirert av Einsteins tilnærming, det vil si at han tolket røntgenstrålene som partikler og samspillet som en kollisjon av partikler. Energien til det hendende fotonet, ifølge Einstein og Planck, ville være h.f; og den spredte fotonen ville ha et elektron, i samsvar med loven om energibesparelse.
Tilnærmingen fungerte perfekt, men Compton gikk enda lenger. Han undersøkte også samspillet fra lovgivningen om bevaring av lineær momentum. Eksperimentelt fant han at denne loven var gyldig i flere spredningsvinkler, så lenge det lineære momentet til fotonet var definert som
Hvor:
- ç - er lysets hastighet i vakuum
- H - er Plancks konstant
- λ - er bølgelengden til strålingen
Oppfinneren av Cloud Chamber (Charles Wilson) fikk eksperimentelt banene til fotoner og spredte elektroner, i samarbeid med Compton. To trekk er bemerkelsesverdige i det ovennevnte uttrykket: en er omdefinering av selve lineær momentum, som ikke kan skrives som mv, fordi fotonet ikke har masse; og det andre kjennetegnet som kan observeres er etableringen av en klar sammenheng mellom en typisk mengde kropp, det vil si materie og en karakteristisk undulerende størrelse.
Compton utviklet videre en metode som beviste at foton og elektron ble spredt samtidig, noe som utelukket forklaringer som involverte absorpsjon og påfølgende stråling.
Av Domitiano Marques
Utdannet fysikk
