Komptona efekts

Komptona efekta ilustrācija

Komptona efekts ir elektromagnētisko viļņu (parasti rentgenstarojuma) garuma palielināšanās, kas rodas, ja starojums cietvielā izkliedējas no brīviem vai vāji saistītiem elektroniem. Kvantu teorija Komptona efektu izskaidro kā fotona un elektrona sadursmi. Fotons, izkliedējoties no elektrona, atdod daļu savas enerģijas un impulsa. Tādējādi fotonu enerģija samazinās un pieaug atbilstošā starojuma viļņa garums. Klasiskā fizika Komptona efektu izskaidrot nevar. Efektu 1923. gadā atklāja amerikāņu fiziķis Arturs Komptons. Četrus gadus vēlāk, 1927. gadā, viņš par to saņēma Nobela prēmiju fizikā.

Fotona frekvences pirms (Veidne:Gree) un pēc (Veidne:Gree') sadursmes saista šāda sakarība:

${\nu }^{\prime }=\nu \frac{1}{1+\frac{h\nu }{m_e{c}^2}(1-\cos \mathrm{\Theta })},$

kur $\mathrm{\Theta }$ ir izkliedes leņķis starp fotonu izplatīšanās virzieniem pirms un pēc sadursmes.

Šī viļņa garuma maiņa ir atkarīga no izkliedes leņķi un tiek izteikta ar vienādojumu

${\lambda }^{\prime }-\lambda ={\lambda }_k(1-\cos \mathrm{\Theta }),$

kur ${\lambda }_k=\frac{h}{m_{e}c}$ ir Komptona viļņa garums.

Elektronam ${\lambda }_k=2,4263\cdot 10^{-12}$ m.