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コンプトン効果 ■わかりやすい高校物理の部屋■ コンプトン効果 ← □ → コンプトン効果 コンプトン効果とは X線を物質に当てると散乱しますが、散乱X線の中には入射X線より波長の長いものが含まれます。この現象を コンプトン効果 といいます ＊ 1892年-1962年のアメリカの物理学者、アーサー・コンプトンが発見しました。 コンプトン効果による散乱をコンプトン散乱といいます。 散乱X線の中に入射X線より波長の短いX線が含まれることもあり、逆コンプトン効果といわれます。高校物理では扱いません。 閉じる 。X線が純粋な波動であれば入射X線と散乱X線の波長は同じになるはずですが、そうでないのはX線が粒子性を持ち、衝突後のX線のエネルギーが減る（＝振動数が小さくなる＝波長が大きくなる ＊ 下記のエネルギーの式 \(E\) = \(hν\) = \(\large{\frac{hc}{λ}}\) において E が小さくなるということは \(ν\) が小さくなって \(λ\) が大きくなるということです。 h と c は定数です。 閉じる ）ためと考えられます。 光子のエネルギーと運動量 コンプトンはX線が光子という粒子の流れであり、運動の前後で エネルギー保存の法則 と 運動量保存の法則 が成り立つと考えました。 光子1個のエネルギーを E [J]、 プランク定数 を h [J⋅s]、振動数を \(ν\) [Hz]、波長を λ [m]、光速を c [m/s] とすると、光子のエネルギーは 光量子仮説 より E = \(hν\) = \(\large{\frac{hc}{λ}}\) です。 光子1個の運動量については、上式に相対性理論の式 E = mc 2 を代入して、 mc 2 = \(hν\) 両辺を c で割って、 ∴ mc = \(\large{\frac{hν}{c}}\) 左辺は質量×速度になっているからこれは 運動量 であり、これを p とすると、 光子1個の運動量 p = \(\large{\frac{hν}{c}}\) = \(\large
