Effetto Compton: differenze tra le versioni

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L'esperimento di Compton consiste nell'inviare un fascio di raggi X (oppure gamma) su un bersaglio e nell'osservarne la [[diffusione]]. Il [[fisico]] [[USA|statunitense]] constatò che radiazione di alta frequenza (fra gli 0,5 ed i 3,5 [[elettronvolt|MeV]]) che attrversa il bersaglio subisce una diminuzione di lunghezza d'onda, ossia vira verso il [[rosso]] (secondo l'ipotesi dei quanti di luce di [[Einstein]], perde [[energia]]), in misura diversa a seconda dell'angolo di cui viene deflessa la direzione di propagazione.

Questo effetto può essere spiegato semplicemente se si pensa ai fotoni come a [[Fisica delle particelle|particelle]] che urtano anelasticamenteelasticamente contro gli elettroni presenti negli [[atomo|atomi]], cedendo loro energia. Accettare questa spiegazione vuole però dire abbandonare la teoria ondulatoria della luce basata sulle [[equazioni di Maxwell]], in favore di una [[teoria]] corpuscolare della luce, che non dà conto degli effetti di interferenza (che per i raggi X saranno scoperti nel 1927 da [[Davisson]] e [[Germer]]). La spiegazione di questo effetto (che appariva paradossale se confrontato con i risultati di Davisson e Germer) passò attraverso l'adozione di una [[teoria]] [[meccanica quantistica|quantistica]] della [[radiazione]].

Dal punto di vista matematico, quindi, si impostano le equazioni di un urto tra un fotone, inteso come particella dotata di energia e di quantità di moto, e un elettrone. Detti ''&phi;'' e ''&psi;'' gli [[angolo|angoli]] di cui la direzione del fotone e quella dell'elettrone sono deflesse rispetto alla direzione della radiazione incidente e dette ''&nu;'' e ''&nu;<nowiki>'</nowiki>'' le [[frequenza|frequenze]] iniziale e finale del quanto di luce, si imposta un sistema di equazioni che tenga conto delle [[conservazione dell'energia|conservazioni dell'energia]] e [[conservazione della quantità di moto|della quantità di moto]]: