Efeito Compton

  O efeito Compton nasce de algumas interações da radiação com a matéria. Arthur Holly Compton, em 1923, percebeu que ao incidir um feixe de raios X em um alvo de carbono, sofria um espalhamento que resulta na diminuição da energia, consequentemente um aumento no comprimento de onda do fóton espalhado. Compton foi contemplado com o Nobel em 1927.

  Inspirado por Einstein, Compton interpreta a interação dos raios X e o material como uma colisão de partículas. Respeitando os trabalhos de Einstein e Planck, a energia dos fótons seria hf, utilizando a lei de conservação de energia, e a lei de conservação do momento linear, Compton pôde ir mais longe, verificando que a lei seria válida para diferentes ângulos.

  A interação entre a alta energia dos fótons e elétrons resulta no elétron recebendo parte da energia assim o ejetando, e o fóton com diferente frequência.

                                                              𝝺' = h/mc (1 - cos𝜃) + 𝝺

onde, 𝝺 é o comprimento de onda antes da colisão, 𝝺' comprimento de onda depois da colisão, h/mc é o comprimento de onda de Compton, m a massa do elétron, 𝜃 o ângulo com que a direção do fóton muda, h constante de Planck e c a velocidade do vácuo.

 O efeito é importante por mostra que a luz não pode ser explicada como somente um fenômeno ondulatório. A física clássica, quanto a teoria de partículas espalhadas por uma onda eletromagnética, não poderia explicar uma variação no comprimento de onda.



Referências:


• Robert Eisberg, Robert Resnick,.Quantum Physics of Atom, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles, 2nd edition, John Wiley & Sons, 1985
• HEWITT, P. G., Conceptual Physics. 12 ed. San Francisco: Pearson Education, Inc., 2015.