Diffusion Compton
Quand un photon entre en collision avec un électron, il rebondit comme une boule de billard — perdant un peu d'énergie et gagnant en longueur d'onde. Plus l'angle de rebond est grand, plus sa longueur d'onde s'étire, et ce décalage de longueur d'onde ne dépend que de l'angle de diffusion, pas de l'énergie originale du photon ni d'autre chose sur la collision. Ce fut l'une des preuves les plus claires que la lumière voyage en paquets de type particule qui portent une quantité de mouvement.
Δλ = (h / mₑc) · (1 − cos θ)
- Δλ — décalage de longueur d'onde (m): de combien la longueur d'onde du photon s'allonge après la diffusion
- h / mₑc — longueur d'onde de Compton (m): une constante fixe égale à 2.43 picomètres, fixée par la masse de l'électron
- θ — angle de diffusion (°): l'angle entre les directions incidente et émergente du photon
Un photon se diffuse droit sur un électron avec un angle de 90 degrés. De combien sa longueur d'onde se décale-t-elle ?
- θ = 90°
- h / mₑc = 2.43 pm
- Δλ = (h / mₑc) · (1 − cos θ)
- Δλ = 2.43 pm · (1 − cos 90°) = 2.43 pm · 1
Δλ = 2.43 pm