В 1922 – 1923гг американский физик Артур Комптон изучал рассеяние графитом

рассеяние графитом (углерод) монохроматического рентгеновского излучения.
Эффект Комптона – изменение

энергии и импульса фотонов при рассеянии на свободных электронах.


Схема опытов Комптона

Эффект Комптона

разными веществами следовало, что

и величина смещения не зависит от того, из каких атомов состоит рассеивающее вещество.
Вывод: Рассеяние происходит на свободных электронах.
Увеличение длины волны излучения при его рассеянии необъяснимо с точки зрения волновой теории электромагнитного излучения.

Кроме того, в экспериментах обнаружено, что с увеличением угла интенсивность несмещенной компоненты с длиной волны уменьшается,
а интенсивность смещенной компоненты увеличивается.

С точки зрения классической физики:
* Электромагнитная волна должна воздействовать сразу на все электроны вещества. При этом доля энергии и импульса волны, передаваемая одному электрону, должна быть ничтожно малой.
* В классической теории рассеяние рассматривается как процесс, в котором электроны совершают вынужденные колебания под действием электрического поля падающей волны, излучая вторичные (рассеянные) электромагнитные волны на частоте падающего излучения.

,

полученных из законов сохранения энергии и импульса, можно получить формулу для импульса и энергии рассеянного фотона:

,

фотоном находился в состоянии покоя.
Формула Комптона содержит

постоянную Планка , и способ, каким эта величина вошла в эту формулу, является сильным доводом в пользу фотонных представлений.
Значение эффекта Комптона состоит в том, что он подтверждает универсальный характер соотношений:
энергия фотона ,
импульс фотона

В опыте Комптона фотон ведет себя как неделимая частица.
В элементарном процессе рассеяния падающий фотон исчезает, и рождается новый фотон с меньшей энергией и электрон отдачи.