Efecto Compton

Viene de: Física cuántica: ondas que son partículas

Es quizás la muestra más evidente del comportamiento como una partícula de una onda electromagnética, ya que el análisis matemático del problema es exactamente igual al que si chocaran dos partículas, excepto porque las expresiones de la energía y momento cinético del fotón no incluyen la masa, sino la longitud de onda.

Un fotón, con longitud de onda λ, choca con un electrón en reposo. El fotón intercambia energía y momento cinético con él, y es desviado un ángulo θ, mientras que el electrón es igualmente desviado, además de adquirir una velocidad determinada.

Antes del choque, tanto la energía como el momento corresponden en su totalidad al fotón, ya que el electrón se halla en reposo. Tras el choque, el electrón adquiere un momento p_e=m_ev, que se relaciona con la energía cinética como E_c=p_e²/2m_e. La energía y el momento totales deben ser iguales al inicial, por lo que al igualar:

El cambio en la longitud de onda no es muy grande, es decir, λ es parecido a λ’. En estas circunstancias, el primer término del lado derecho es despreciable, y se puede ignorar, por lo que al final, la ecuación de Compton para la dispersión de fotones por choques con electrones es: