康普頓效應 | 全國醫療機構與人員基本資料

2010年12月8日—康普頓效應...康普頓效應(Comptoneffect)或稱為康普頓散射(Comptonscattering)​，是指當X射線或伽馬射線的光子跟電子交互作用，因失去能量而 ...

康普頓效應 (Compton effect) 國立臺中女子高級中學物理科陳正昇老師/國立彰化師範大學吳仲卿教授責任編輯 康普頓效應(Compton effect)或稱為康普頓散射(Compton scattering)，是指當X射線或伽馬射線的光子跟電子交互作用，因失去能量而導致波長變長的現象，且波長的增長量會隨散射角的不同而變化。

這一波長的增量被稱為康普頓偏移(Compton shift)。康普頓效應首先在 1923 年由美國物理學家康普頓(Arthur H. Compton)觀察到，並在隨後的幾年間由他的研究生吳有訓進一步證實。康普頓因發現此效應而獲得 1927 年的諾貝爾物理學奬。

康普頓效應無法用古典的電磁理論加以解釋，為了成功解釋此處波長增長的成因，康普頓借助於愛因斯坦的光子理論，從光子與電子碰撞的角度對此實驗現象進行了圓滿的解釋。這一實驗說服了當時很多物理學家相信，光在某種情況下表現出粒子性，光束類似一串粒子流，而該粒子流的能量與光頻率成正比。

在引入光子概念之後，康普頓散射可以得到如下解釋：電子與高能量的光子 $$(sim k~eV)$$ 發生彈性碰撞，電子獲得光子的一部分能量而反彈，失去部分能量的光子則從另一方向飛出，整個過程中總動量守恆，如果光子的剩餘能量足夠多的話，還會發生第二次甚至第三次彈性碰撞。

在這個彈性碰撞過程中，電子是被視為自由的或非常微弱束縛的粒子，但要在實驗室中觀察到康普頓效應，入射光子的能量就不能太少。如果使用的入射光子的能量太少，但是仍然具有足夠的能量(如為 $$1.7$$～$$3.1~eV$$，大約在可見光區)，則我們將看不到康普頓效應，入射光子會消失，電子會被入射光子從物質表面敲擊出來，這就是光電效應的過程。

康普頓效應第一次從實驗上證實了愛因斯坦提出的關於光子具有動量的假設。這在物理學發展史上佔有重要的地位。

更多的具體事實：在 1922～1923 年康普頓大量研究了X射線被石墨、石蠟等散射後光的成分，發現散射...