Compton efektua

Compton efektua, izena eman zion Arthur Comptonek aztertu zuen 1923an, nork erradiazio elektromagnetikoa energia kuanto bezala azaltzen duen nozio kuantikoa erabiliz azaldu ahal izan zuen. Compton efektua, argiaren izaera kuantikoaren azken froga izan zen, Max Planckek gorputz beltzari buruz eginiko azterketen eta Albert Einsteinen efektu fotoelektrikoaren azalpenaren ondoren. Aztertze hauen ondorioz, Comptonek Fisikako Nobel Saria irabazi zuen 1927an.

Efektu hau, garrantzi zientifiko handikoa da, argiaren uhin izaeraren bidez ezin baitaiteke azaldu. Argiak, partikula bezala jokatu behar du behaketa hauek azaltzeko, mekanika kuantikoaren bereizgarri den uhin-partikula dualtasuna hartuz.

Barreiatutako fotoien uhin luzeraren aldaketa ${\displaystyle \Delta \lambda }$, honako Compton erlazio honen bidez kalkula daiteke:

${\displaystyle \Delta \lambda ={\frac {h}{m_{e}c}}\left(1-\cos \theta \right),}$

non h Plancken konstantea den, m_e elektroiaren masa, c argiaren abiadura eta &theta, fotoi talkari eta barreiatutakoen arteko angelua.

Espresio hau, elkarreraginaren analisitik dator, talka elastiko bat balitz bezala, eta soilik energia kontserbazio eta momentu printzipioak erabiliz ebazten da. ${\displaystyle h/m_{e}c}$ = 0.0243 Å kopurua, Comptonen uhin luzera deitzen da. 90ºtan barreiatutako fotoientzat, barreiatutako X izpien uhin luzera, hain zuzen ere, jatorrizko igorpen lerroa baino 0.0243 Å baino handiagoa da.

Alderantzizko Compton efektua ere gerta daiteke. Hau da, fotoiek, elektroiekin talka egitean, euren uhin luzera laburtzea. Baina, hau gerta dadin, funtsezkoa da elektroiak argiaren abiaduratik gertuko abiaduran joatea, eta fotoiek energia altua izatea.

Bi fenomenoen arteko ezberdintasuna, "ohiko" Compton efektuan, fotoiek elektroiei energia ematen dietela, eta, alderantzizkoan, kontrakoa gertatzen dela da.

Efektu hau izan daiteke supernoba, quasar eta energia altuko beste objektu astrofisiko batzuetan X izpien igorpenaren azalpenetako bat.