Effetto Compton
Che cos'è l'effetto Compton?
L'effetto Compton è quel fenomeno che si manifesta quando un fotone interagisce con un elettrone, cedendogli parte della sua energia e deviando di un angolo pari a θ (si legga: theta) dalla sua traiettoria originale.
L'effetto Compton è quindi un fenomeno di scattering dovuto all'urto elastico tra un fotone e un elettrone (in seguito all'urto elastico si conserva sia la quantità di moto che l'energia cinetica).
Tale fenomeno, scoperto dal fisico statunitense A. H. Compton (grazie al quale vinse il premio Nobel per la fisica nel 1927), confermava la natura quantistica della luce e di tutte le onde elettromagnetiche.
Spiegazione dell'effetto Compton
L'energia E di un fotone è dato dal prodotto di h · v:
in cui:
- h è la costante di Planck;
- v è la frequenza.
Consideriamo un fotone con energia E che impatta contro un elettrone cedendogli parte della sue energia.
In seguito alla collisione, avendo ceduto parte della sua energia (pari a un valore indicato con W), il fotone avrà una frequenza v' inferiore a quella che aveva prima dell'impatto (v).
Il valore della frequenza v' è calcolabile applicando la seguente formula:
h · v' = h · v - W
Ovvero:
v' = (h · v - W) / h
La diminuzione della frequenza comporta un aumento della lunghezza d'onda (da λ a λ').
La differenza del valore della λ dell'onda elettromagnetica (λ - λ') è data dalla seguente formula:
nella quale:
- h è la costante di Planck;
- m0 è la massa dell'elettrone a riposo;
- c è la velocità della luce.
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