Effetto Compton

Planck aveva mostrato mostrato che la materia assorbe energia in quantità discrete (corpo nero). Einstein invece mostrò che la radiazione stessa trasportava quantità discrete di energie e si comportava come una particella. Ma la prova definitiva del comportamento corpuscolare della radiazione avvenne con il cosiddetto effetto Compton. Esso consiste nell’inviare radiazione X di una data lunghezza d’onda (frequenza) contro un materiale e nell’osservare la radiazione diffusa ai vari angoli. Si osservava una lunghezza d’onda diffusa diversa da quella incidente. La loro differenza è nota come spostamento Compton o Compton shift dipendente dall’angolo di deviazione $\phi$ a cui veniva rilevata la radiazione diffusa.

$$ \Delta \lambda = \lambda - \lambda_0 = C (1 - \cos \phi) $$

in cui $C$ era una costante. Come giustificare questo risultato con la teoria di Maxwell? Purtroppo non si poteva. Ecco una introduzione al fenomeno.

Quella che segue è una lezione sul fenomento che ricorda la fallace spiegazione della teoria di Maxwell

Il video seguente mostra infine i calcoli necessari per giungere al risultato cui giunse Compton:

$$ \Delta \lambda = \lambda - \lambda_0 = \frac{h}{m_0 c} (1 - \cos \phi) $$

in cui, nel caso di urto con un elettrone, $\frac{h}{m_0 c} = 2,43 · 10^{-12}$ m. La quantità

$$\lambda_c = \frac{h}{m_0 c}$$

è detta lunghezza d’onda Compton di una particella ed è equivalente alla lunghezza d’onda di un fotone la cui energia è la stessa della massa a riposo della particella.