Compton-verstrooiing
Wanneer een foton botst met een elektron, kaatst hij terug als een biljartbal — hij verliest wat energie en krijgt golflengte erbij. Hoe groter de kaatshoek, hoe meer zijn golflengte uitrekt, en die golflengteverschuiving hangt alleen af van de verstrooiingshoek, niet van de oorspronkelijke energie van het foton of iets anders over de botsing. Dit was een van de duidelijkste bewijzen dat licht reist in deeltjesachtige pakketjes die impuls dragen.
Δλ = (h / mₑc) · (1 − cos θ)
- Δλ — golflengteverschuiving (m): hoeveel langer de golflengte van het foton wordt na verstrooiing
- h / mₑc — Comptongolflengte (m): een vaste constante gelijk aan 2.43 picometer, bepaald door de massa van het elektron
- θ — verstrooiingshoek (°): de hoek tussen de inkomende en uitgaande richting van het foton
Een foton verstrooit recht af op een elektron onder een hoek van 90 graden. Hoeveel schuift zijn golflengte?
- 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