コンプトン散乱
光子が電子に衝突すると、ビリヤードの球のように跳ね返る—エネルギーを失い、波長が延びる。跳ね返る角度が大きいほど波長は伸び、その波長のずれは散乱角だけに依存し、光子のもとのエネルギーや衝突についての他の何にも依存しない。これは、光が運動量を持つ粒のようなかたまりで進むことの最もはっきりした証拠の1つであった。
Δλ = (h / mₑc) · (1 − cos θ)
- Δλ — 波長のずれ (m): 散乱後に光子の波長がどれだけ長くなるか
- h / mₑc — コンプトン波長 (m): 電子の質量で決まる、2.43 ピコメートルの固定定数
- θ — 散乱角 (°): 光子の入射方向と出射方向の間の角
光子が電子に 90 度の角度で正面から散乱する。波長はどれだけずれますか？
- 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