Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Hiệu ứng Compton”

Trong [[cơ học lượng tử]], '''Hiệu ứng Compton''' hay '''tán xạ Compton''' xảy ra khi [[bước sóng]] tăng lên (và [[năng lượng]] giảm xuống), khi những hạt [[photon]] [[tia X]] (hay [[tia gamma]]) có năng lượng từ khoảng 0,5 [[Electronvolt|MeV]] đến 3,5 MeV tác động với [[electron|điện tử]] trong vật liệu. Độ mà bước sóng tăng lên được gọi là '''dịch chuyển Compton'''. Hiệu ứng này được nhận thấy bởi [[Arthur Holly Compton]] vào năm [[1923]] và do sự quan sát này được trao [[Giải Nobel Vật lý|Giải thưởng Nobel vật lý]] năm [[1927]]. Cuộc thí nghiệm của Compton là sự quan sát làm cho tất cả mọi [[nhà vật lý]] tin là [[ánh sáng]] có thể hành động như một dòng hạt có năng lượng cân xứng với tần số.

Theo Compton, [[phô-tônphoton|hạt lượng tử năng lượng]] của [[tia X]] khi va chạm vào các hạt khác cũng bị tán xạ giống như hạt [[electron]]. Ở đây sự [[tán xạ]] của hạt photon là sự thay đổi đường đi của chùm tia [[photon|phôtôn]] khi gặp phải một môi trường có sự không đồng nhất về chiết suất với những khoảng cách mà chiết suất thay đổi gần bằng độ dài [[bước sóng]] photon. Thực ra sự tán xạ là sự lan truyền của sóng trong những môi trường có [[hằng số điện]] và [[hằng số từ]] thay đổi hỗn loạn, rất phức tạp nếu sử dụng các [[phương trình Maxwell|hệ phương trình Maxwell]] để giải và tìm chiết suất hiệu dụng của môi trường. Sự tán xạ có thể xem đơn giản như [[lực đàn hồi|sự va chạm đàn hồi]] của các quả bóng trong một môi trường. Khi xem xét sự va chạm đó, [[bảo toàn năng lượng|định luật bảo toàn năng lượng]] và xung lượng vẫn được áp dụng.

Ví dụ ta có một [[cơ học lượng tử|lượng tử]] năng lượng của [[tia X]], va chạm vào một [[electron]] đứng yên. Một phần năng lượng và [[động lượng|xung lượng]] của tia X chuyển vào cho [[electron]] và sau khi tán xạ thì lượng tử năng lượng tán xạ (hạt hình thành sau tán xạ) có năng lượng và xung lượng nhỏ hơn của lượng tử năng lượng ban đầu (tia X). Vì năng lượng của lượng tử tán xạ nhỏ hơn năng lượng của lượng tử ban đầu nên tần số của lượng tử tán xạ nhỏ hơn tần số của lượng tử ban đầu và khi đó bước sóng của lượng tử tán xạ lại lớn hơn bước sóng của lượng tử ban đầu.

Trong tán xạ Compton, năng lượng của lượng tử [[tia X]] đã chuyển hóa một phần thành năng lượng của [[electron]]. Electron dao động phát ra [[bức xạ điện từ|sóng điện từ]], sóng điện từ chuyển một phần năng lượng cho một [[cơ học lượng tử|lượng tử]], vì thế lượng tử bức xạ có [[bước sóng]] nhỏ hơn lượng tử ban đầu.

Như đã trình bày, khi [[tia X]] va chạm, một phần năng lượng tia X chuyển hóa cho [[electron]]. Năng lượng này phụ thuộc vào góc tán xạ tức là phương của [[cơ học lượng tử|lượng tử]] năng lượng tán xạ so với phương ban đầu:

Hiệu ứng Compton đã thực sự thuyết phục các nhà vật lý rằng [[bức xạ điện từ|sóng điện từ]] thực sự thể hiện một tính chất giống như một chùm [[hạt]] chuyển động với [[tốc độ ánh sáng|vận tốc ánh sáng]]. Hay nói khác đi sóng và hạt là hai thuộc tính cùng tồn tại trong các quá trình biến đổi năng lượng.