Pirinç. 12. Saçılan radyasyon spektrumları.

Compton etkisi sınırların dışında dalga teorisi, buna göre radyasyonun dalga boyu saçılma sırasında değişmemelidir.

Bir elektronun kütlesiyle hareketsiz kalmasına izin verin m ve dinlenme enerjisi m 0 c 2 bir X-ışını fotonu enerji ile geliyor h. Elastik çarpışmanın bir sonucu olarak, elektron şuna eşit bir momentum kazanır.

ve toplam enerjisi şuna eşit olur mc 2. Bir elektronla çarpışan bir foton, enerjisinin ve momentumunun bir kısmını ona aktarır ve hareket yönünü  açısı kadar değiştirir (dağılır).

Pirinç. 13. Hesaplama şeması

(12)

(16)

Compton formülü, (17)

 Bir elektronun Compton dalga boyu.

Compton etkisi sadece elektronlarda değil, protonlar gibi diğer yüklü parçacıklarda da gözlenir. Bununla birlikte, protonun büyük kütlesi nedeniyle, geri tepmesi yalnızca çok yüksek enerjili fotonlar saçıldığında hissedilir.

6. Işığın ikili parçacık dalga doğası

Işığın dalga özellikleri

Dalga boyu , frekans 

Girişim, kırınım, polarizasyon

Işığın korpusküler özellikleri

Enerji  f, kütle m f, dürtü R f foton

Termal radyasyon, hafif basınç, fotoelektrik etki, Compton etkisi

dalga ve korpüsküler özellikler Işıklar birbirini dışlamaz, karşılıklı olarak tamamlar. Bu ilişki denklemlere de yansır:

Işık temsil eder diyalektik birlik Bu iki özellikten, ışığın bu zıt özelliklerinin tezahüründe belirli bir model vardır: dalga boyunda bir azalma (frekansta artış) ile, ışığın kuantum özellikleri giderek daha net bir şekilde ortaya çıkar ve dalga boyu (frekansta azalma), ana rolü dalga özellikleri. Bu nedenle, elektromanyetik dalgaların ölçeği boyunca daha kısa olanlara (radyo dalgalarından -ışınlarına) doğru “hareket edersek”, elektromanyetik radyasyonun dalga özellikleri giderek daha net bir şekilde tezahür eden kuantum özelliklerine yol açacaktır.

Bölüm 5. Kuantum Fiziği

Önerilen foton kavramı A. Einstein 1905'te fotoelektrik etkiyi açıklamak için Amerikalı bir fizikçinin deneylerinde deneysel onay aldı. A. Compton(1922). Compton, maddenin serbest (veya atomlara zayıf bağlı) elektronları tarafından kısa dalga boylu X-ışını radyasyonunun elastik saçılımını araştırdı. Onun tarafından keşfedilen saçılan radyasyonun dalga boyunu arttırmanın etkisi, daha sonra adlandırıldı. Compton etkisi , radyasyon dalga boyunun saçılma sırasında değişmemesi gerektiğine göre dalga teorisi çerçevesine uymaz. Dalga teorisine göre, bir ışık dalgasının periyodik alanının etkisi altındaki bir elektron, dalganın frekansında zorunlu salınımlar gerçekleştirir ve bu nedenle aynı frekansta saçılmış dalgalar yayar.

Compton şeması, Şek. 5.2.1. Bir X-ışını tüpünden gelen λ 0 dalga boyuna sahip monokromatik X-ışını radyasyonu R, kurşun diyaframlardan geçer ve saçılan hedef maddeye dar bir ışın şeklinde yönlendirilir. P(grafit, alüminyum). Bir θ açısında saçılan radyasyon, bir X-ışını spektrografı kullanılarak analiz edilir S kristalin bir kırınım ızgarası rolünü oynadığı K döner tabla üzerine monte edilmiştir. Deneyimler, saçılan radyasyonda, saçılma açısına θ bağlı olarak Δλ dalga boyunda bir artış gözlemlendiğini göstermiştir:

nerede Λ = 2.43 10 -3 nm - sözde Compton dalga boyu , saçılma malzemesinin özelliklerine bağlı değildir. Saçılan radyasyon ile birlikte spektral çizgi dalga boyu λ ile, dalga boyu λ 0 olan kaydırılmamış bir çizgi gözlenir. Kaydırılan ve kaydırılmayan çizgilerin yoğunluklarının oranı, saçılan malzemenin tipine bağlıdır.

Compton etkisinin bir açıklaması 1923'te verildi. A. Compton ve P. Debye (bağımsız olarak) radyasyonun doğasına ilişkin kuantum kavramlarına dayanmaktadır. Radyasyonun bir foton akışı olduğunu kabul edersek, Compton etkisi, X-ışını fotonlarının maddenin serbest elektronlarıyla esnek çarpışmasının sonucudur. Saçılma maddelerinin hafif atomlarında, elektronlar atom çekirdeğine zayıf bir şekilde bağlıdır, bu nedenle serbest olarak kabul edilebilirler. Çarpışma sürecinde foton, enerjisinin ve momentumunun bir kısmını korunum yasalarına uygun olarak elektrona aktarır.

İki parçacığın esnek bir çarpışmasını, enerjili bir gelen fotonu düşünelim. E 0 = hν 0 ve momentum p 0 = hν 0 / c, durgun enerjisi Foton'a eşit olan durgun bir elektronla, bir elektronla çarpışarak hareket yönünü değiştirir (saçılır). Saçılmadan sonraki foton momentumu şuna eşit olur: p = hν / c, ve onun enerjisi E = hν < E 0 . Foton enerjisinde bir azalma, dalga boyunda bir artış anlamına gelir. Göreli formüle göre bir çarpışmadan sonra bir elektronun enerjisi ( bkz. § 4.5) eşit olur nerede p e, elde edilen elektron momentumudur. Koruma kanunu şu şekilde yazılır:

kosinüs teoremi kullanılarak skaler biçimde yeniden yazılabilir (bkz. dürtü diyagramı, Şekil 5.3.3):

Basit dönüşümler ve niceliğin ortadan kaldırılmasından sonra, enerjinin ve momentumun korunumu yasalarını ifade eden iki ilişkiden p e alınabilir

Böylece, kuantum kavramlarına dayalı teorik hesaplama, Compton etkisinin kapsamlı bir açıklamasını sağladı ve Compton dalga boyunu Λ temel sabitler cinsinden ifade etmeyi mümkün kıldı. h, c ve m:

Deneyimlerin gösterdiği gibi, saçılan radyasyonda, dalga boyu λ olan kaydırılmış bir çizgi ile birlikte, başlangıç ​​dalga boyu λ 0 olan kaydırılmamış bir çizgi de gözlenir. Bu, bazı fotonların atomlara güçlü bir şekilde bağlı elektronlarla etkileşimi ile açıklanır. Bu durumda foton, bir bütün olarak atomla enerji ve momentum alışverişi yapar. Elektronun kütlesine kıyasla atomun büyük kütlesi nedeniyle, foton enerjisinin sadece önemsiz bir kısmı atoma aktarılır, bu nedenle saçılan radyasyonun dalga boyu λ pratik olarak olayın dalga boyundan λ 0 farklı değildir. radyasyon.

Fotonların varlığı, 1922'de Amerikalı fizikçi A. Compton tarafından X-ışını saçılımı yasalarını incelerken keşfedilen bir fenomenle de kanıtlanmıştır.

Compton, bir X-ışını ışını bir madde katmanından geçtiğinde, saçılan X-ışını radyasyonunun birincil ışının frekansından daha düşük bir frekansta meydana geldiğini buldu.

Dalga teorisine göre, X-ışını saçılımının mekanizması, alternatif bir maddenin etkisi altındaki bir maddenin atomlarındaki elektronların zorunlu salınımlarının bir sonucu olarak ikincil elektromanyetik dalgaların ortaya çıkmasıyla açıklanır. Elektrik alanı birincil ışın; bu durumda saçılan X-ışını radyasyonunun frekansı, birincil radyasyonun frekansı ile çakışmalıdır. Birincil ve saçılan radyasyonun frekansları arasında gözlenen fark, dalga teorisi temelinde açıklanamaz.

Bununla birlikte, X-ışını demetinin bireysel parçacıklardan - ışık hızında uçan ve diğer parçacıklarla çarpışma yeteneğine sahip fotonlardan - oluştuğunu düşünürsek, onlarla enerji alışverişi yapma olasılığını kabul etmeliyiz ve

dürtü. O zaman Compton'ın deneylerinin sonuçlarını açıklamak kolaydır. Frekansı olan bir X-ışını fotonun bir enerjisi vardır:

ve momentum:

Bir foton durgun bir elektronla çarpıştığında, fotonun enerjisinin ve momentumunun bir kısmı bu elektrona aktarılır. Bir çarpışma sonucunda bir fotonun enerjisindeki azalma, ifadeye (20.3) göre frekansında bir azalmaya yol açar (Şekil 95).

Bir elektron tarafından yönüne belirli bir açıyla saçıldığında bir fotonun frekansındaki değişiklik ilk hareket"foton - elektron" sistemi için enerjinin ve momentumun korunumu yasalarının bir kaydı olan iki denklemi birlikte çözerek bulunabilir:

Bu denklemler toplam enerji hareketsiz elektron; bir fotonla çarpışmadan sonra elektronun toplam enerjisidir; - birincil fotonun enerjisi; - elektronla çarpışmadan sonra foton enerjisi (dağılmış foton); çarpışmadan önce ve sonra foton momentumu; bir fotonla çarpışmadan sonra elektronun momentumudur.

Fotonların birbirleriyle çarpışabilen parçacıklar olduğu kavramına dayalı hesaplamalar

yasalara göre elektronlar ve diğer parçacıklar göreli mekanik deneysel verilerle mükemmel uyum içinde olan sonuçlar verir.

Compton etkisinin mekanizması hakkındaki bu fikirlerin geçerliliği, deneyimin gösterdiği gibi, bir açıyla saçılma yaşayan her fotonun, tam olarak böyle bir hızda ve böyle hareket eden bir elektronun görünümünün eşlik etmesi gerçeğiyle de doğrulanır. ( 20.6) ve (20.7) denklemlerinin çözülmesiyle elde edilen birincil foton ışınının yönüne göre bir açı.

Bu denklemlerin çözülmesi aşağıdaki ifade fotonlar elektronlar tarafından saçıldığında dalga boyunu değiştirmek için:

Miktar, saçılan parçacığın Compton dalga boyu olarak adlandırılır. Bir elektron için şunu elde ederiz:

(20.8) ifadesinden, Compton saçılması sırasında bir fotonun dalga boyundaki maksimum artışın Compton dalga boyunun değerinin iki katına eşit olduğu sonucu çıkar.

Bununla birlikte, fotonlar hakkında parçacıklar olarak söylenenlere, onların madde parçacıklarının özelliklerinden esasen farklı bir takım özelliklere sahip oldukları da eklenmelidir. Fotonların bir dinlenme kütlesi yoktur ve hiçbir koşulda hareketlerinin hızı değişmez.

Dalga teorisine göre, bir ışık dalgasının periyodik alanının etkisi altındaki bir elektron, dalganın frekansı ile zorunlu salınımlar gerçekleştirir ve bununla bağlantılı olarak aynı frekansta saçılmış dalgalar yayar.

Arthur Compton, maddenin serbest (veya atomlara zayıf bağlı) elektronları tarafından kısa dalga boylu X-ışınlarının elastik saçılımını araştırdı. Daha sonra Compton etkisi olarak adlandırılan, onun tarafından keşfedilen saçılan radyasyonun dalga boyunu arttırmanın etkisi, radyasyon dalga boyunun saçılma sırasında değişmemesi gerektiğine göre dalga teorisi çerçevesine uymaz.

Compton etkisi genellikle kısa dalga boyunun elastik saçılması olarak adlandırılır. Elektromanyetik radyasyon(X-ışını, g-radyasyonu) ile birlikte bir maddenin serbest veya zayıf bağlı elektronları üzerinde

dalga boyunda artış.

Compton deneyinin şeması Şekil 70'te gösterilmiştir. Bir X-ışını tüpünden R gelen λ 0 dalga boyuna sahip monokromatik X-ışını radyasyonu kurşun diyaframlardan geçer ve dar bir ışın şeklinde saçılan bir hedef maddeye P yönlendirilir ( grafit, alüminyum). Belirli bir θ açısında saçılan radyasyon, bir kırınım ızgarasının rolünün bir döner tablaya sabitlenmiş bir kristal K tarafından oynandığı bir X-ışını spektrografı S kullanılarak analiz edilir. Deneyimler, saçılan radyasyonda, saçılma açısına θ bağlı olarak Δλ dalga boyunda bir artış gözlemlendiğini göstermiştir:

saçılma malzemesinin özelliklerinden bağımsız olan Compton dalga boyu nerede. Saçılan radyasyonda, dalga boyu λ olan bir spektral çizgi ile birlikte, dalga boyu λ 0 olan kaymamış bir çizgi gözlenir. Kaydırılan ve kaydırılmayan çizgilerin yoğunluklarının oranı, saçılan malzemenin tipine bağlıdır.

Şek. 71, belirli açılarda saçılan radyasyon spektrumundaki yoğunluk dağılım eğrilerini gösterir.

Compton etkisinin açıklaması, 1923'te A. Compton ve P. Debye tarafından (bağımsız olarak) radyasyonun doğasına ilişkin kuantum kavramları temelinde verildi. Radyasyonun bir foton akışı olduğunu kabul edersek,

Compton etkisi, x-ışınlarının elastik çarpışmasının sonucudur.

serbest elektronlu fotonlar va. Saçılma maddelerinin hafif atomlarında, elektronlar atom çekirdeğine zayıf bir şekilde bağlıdır, bu nedenle serbest olarak kabul edilebilirler. Çarpışma sürecinde foton, enerjisinin ve momentumunun bir kısmını, korunum yasalarına uygun olarak elektrona aktarır ve hareketinin yönünü değiştirir (saçılır).

İki parçacığın elastik bir çarpışmasını düşünün - enerji ve momentuma sahip bir gelen foton, durgun enerjisi olan durgun bir elektron. Bir elektronla çarpışan bir foton hareket yönünü değiştirir (saçılır). Saçılmadan sonra bir fotonun momentumu p = hν / c'ye eşit olur ve enerjisi . Foton enerjisinde bir azalma, dalga boyunda bir artış anlamına gelir. Bir çarpışmada, enerjinin korunumu yasaları yerine getirilir

(208)

ve momentumun korunumu yasası

, (209)

, ,

Kosinüs teoremini kullanırsak (209) denklemi skaler biçimde yeniden yazılabilir (durağan bir elektron tarafından bir fotonun elastik saçılımı için momentum diyagramına bakın, Şekil 72):

(210)

Geri tepme elektronunun kütlesi göz önüne alındığında

,

Basit dönüşümlerden ve p e değerinin dışlanmasından sonra enerjinin ve momentumun korunumu yasalarını ifade eden ilişkilerden şunları elde edebiliriz:

Frekanslardan dalga boylarına gitmek, ifadeye yol açar, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ, Compton'un deneyden türetilen formülüyle aynıdır:

Kuantum kavramlarına dayanan teorik bir hesaplama olan Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, Compton etkisinin kapsamlı bir açıklamasını verdi ve Compton dalga boyunu Λ h, c ve m temel sabitleri cinsinden ifade etmeyi mümkün kıldı:

Deneyimlerin gösterdiği gibi, saçılan radyasyonda, dalga boyu λ olan kaydırılmış bir çizgi ile birlikte, başlangıç ​​dalga boyu λ 0 olan kaydırılmamış bir çizgi de gözlenir. Bu, bazı fotonların atomlara güçlü bir şekilde bağlı elektronlarla etkileşimi ile açıklanır. Bu durumda foton, bir bütün olarak atomla enerji ve momentum alışverişi yapar. Elektronun kütlesine kıyasla atomun büyük kütlesi nedeniyle, foton enerjisinin sadece önemsiz bir kısmı atoma aktarılır, bununla bağlantılı olarak, saçılan radyasyonun dalga boyu λ pratik olarak λ dalga boyundan farklı değildir. 0 olay radyasyonu. Arthur Compton, 1927'de Nobel Ödülü'ne layık görüldü.

Compton etkisi - kavram ve türleri. "Compton Effect" kategorisinin sınıflandırılması ve özellikleri 2014, 2015.

Compton (1923), fotonun doğal enerji ve momentuma sahip olduğunun gözlemlenebildiği bir fenomen keşfetti. Bu deneyin sonuçları, Einstein'ın kuantum doğası elektromanyetik radyasyonun kendisi.

Compton, grafit, parafin vb. gibi hafif atomlardan oluşan numuneler üzerinde sert X ışınlarının saçılmasını inceledi. Kurulumunun şeması Şekil 1'de gösterilmektedir. 1.14.

X-ışını kaynağı, molibden antikatodlu bir X-ışını tüpüydü. diyaframlar ve D 2 dar bir monokromatik X-ışını radyasyonu ışını izole edildi, bu daha sonra incelenen numuneye düştü Ö. Saçılan radyasyonun spektral bileşimini incelemek için, bir dizi diyaframdan geçtikten sonra kristalin üzerine düştü. İle X-ışını spektrografı ve ardından C sayacına (veya bir fotoğraf plakasına).

Compton, orijinal dalga boyu ile birlikte saçılan radyasyonda λ , görünür ofset çizgisi dalga boyu ile . adını aldı Compton yanlılığı, a fenomenin kendisi Compton etkisi.

Deneyimler, gözlemlenen Compton kaymasının saçılan numunenin malzemesinden ve dalga boyundan bağımsız olduğunu göstermiştir. λ gelen radyasyon, ancak yalnızca saçılan ve gelen radyasyonun yönleri arasındaki açı ile belirlenir (bkz. Şekil 1.14). Açı arttıkça, yer değiştiren bileşenin yoğunluğu artarken, kaydırılmamış bileşenin yoğunluğu azalır. Bu, sözde için çeşitli saçılma açılarında grafit üzerindeki ölçümlerin sonuçlarını gösteren Şekil 1.15'te gösterilmiştir. bir - 0.071 nm dalga boyuna sahip molibden hattı. Orijinal radyasyonun çizgi şekli solda gösterilmektedir (yani yoğunluğun dalga boyları üzerindeki spektral dağılımı). Sağda - farklı saçılma açılarında saçılan radyasyon için aynı.

Klasik teori, Compton saçılmasının düzenliliklerini ve her şeyden önce, kaydırılmış bir bileşenin görünümünü açıklayamadığı ortaya çıktı. Onlar sadece temelinde anlaşıldı kuantum teorisi. Compton, dalga boyundaki bir değişiklikle bir X-ışını kuantumunun saçılmasının, bir sonucu olarak düşünülmesi gerektiğini öne sürdü. yalnız bir elektronla çarpışma eylemi.

Deneylerin yapıldığı hafif elementlerin atomlarında, bir elektronun bir atomla bağlanma enerjisi, bir çarpışmada bir X-ışını kuantumu tarafından elektrona aktarılan enerjiye kıyasla küçüktür. Bu ne kadar iyi yapılırsa, saçılma açısı o kadar büyük olur. Hafif atomlarda, bir atomun içindeki bir elektronun bağlanma enerjisi, tüm saçılma açılarında ihmal edilebilir, yani tüm elektronlar serbest olarak kabul edilebilir. O zaman tüm maddeler için Compton kaymasının aynılığı hemen netleşir. Aslında, saçılma maddesinin esasen sadece serbest elektronlar, yani bireysel özellikler hiç dikkate alınmamaktadır. Ama bu sadece hafif atomlar için geçerlidir. Ağır atomların iç elektronları için, deneyle doğrulanan böyle bir temsil uygun değildir.

Şimdi, bu durumda enerjinin ve momentumun korunumu yasalarına uyulması gerektiği gerçeğini hesaba katarak, bir fotonun serbest elektronla çarpışmasını düşünün. Çarpışmanın bir sonucu olarak bir elektron göreli hale gelebileceğinden, bu süreci göreli dinamikler temelinde ele alacağız.

Yani enerji taşıyan ışığın momentumu vardır ve bir parçacık gibi davranabilir. Fotoelektrik etkide bu momentum tüm metal numuneye ve ondan yayılan elektrona iletilir. Metale aktarılan momentum çok küçüktür ve ölçülemez, ancak bir foton serbest elektronla çarpıştığında aktarılan momentum miktarı ölçülebilir.

Saçılan fotonun dalga boyu ile saçılma açısı ve çarpışmadan önceki fotonun dalga boyu arasındaki ilişkiyi bulalım. Enerjili bir foton olsun ve momentum ε/s. Çarpışmadan sonra foton enerjisi , geri tepme elektronunun enerjisi ve momentumu eşittir E" ve p". Foton-elektron sisteminin enerjisinin ve momentumunun korunumu yasalarına göre, çarpışmadan önce ve sonra aşağıdaki eşitlikleri yazıyoruz:

, (1.9)

, (1.10)

ikinci eşitlik, dürtü üçgeni için kosinüs teoremi temelinde yazılır (Şekil 1.16).

Göreli bir elektronun enerjisi ve momentumu arasındaki ilişkinin şu şekilde olduğunu akılda tutarak

(1.11)

(1.9) formülünden buluruz ve (1.10)'den:

(1.13)

(1.11)'e göre, (1.13) ifadesini (1.12)'den çıkarma ve elde edilen sonucu eşitleme m 2 c 4, indirimlerden sonra elde ederiz:

. (1.14)

Verilen , ve, şunu elde ederiz:

, (1.15)

nerede λ c- Compton dalga boyu kütle parçacıkları t,

Bir elektron için c =2.43·10 -10 cm Evrensel sabit λ c en önemli atomik sabitlerden biridir. İlişki (1.15), Compton kaymasının saçılma açısına deneysel olarak gözlemlenen bağımlılığı ile çok iyi uyum sağlar. θ (bkz. şekil 1.15). Saçılan radyasyonun her iki bileşeninin genişlemesi, saçılmanın meydana geldiği elektronların ve atomların hareketinden, yani Doppler etkisinden kaynaklanır.

Saçılan radyasyonda kaymamış bir bileşenin varlığı, saçılan maddenin atomlarının iç elektronlarından kaynaklanmaktadır. Özellikle ağır atomlardaki bağlanma enerjileri, X-ışını fotonlarının enerjisiyle karşılaştırılabilir ve bu nedenle bu tür elektronlar artık serbest olarak kabul edilemez. X-ışını fotonunun enerji ve momentum alışverişi, bir bütün olarak atomla gerçekleşir. Bir atomun kütlesi bir elektronun kütlesinden çok daha büyüktür, bu nedenle bu tür atomlar tarafından saçılan fotonların Compton kayması ihmal edilebilir ve kaydırılmış dalga boyları, gelen radyasyonun dalga boyu ile pratik olarak çakışır. Bu, (1.15) ve (1.16) formüllerinden görülebilir.

Atom numarası arttıkça, bağlı elektronların bağıl sayısı artar. Bu nedenle, kaydırılmamış bileşenin yoğunluğunda, kaydırılmış bileşenin yoğunluğuna kıyasla bir artış olmalıdır. Bu deneyimde gözlemlenir.

Ayrıca artan saçılma açısı ile θ elektrona aktarılan enerjinin payı artar. Dolayısıyla saçılma açısı arttıkça θ serbest olarak kabul edilebilecek elektronların nispi oranı artar, bu, yer değiştirmiş bileşenin yoğunluğunun tarafsız bileşenin yoğunluğuna oranının da arttığı anlamına gelir, bu da deneyimin gösterdiği gibi.

Yani fotonun enerjisi ne kadar büyükse, elektron ile atom arasındaki bağ o kadar az kendini gösterirse, o kadar çok elektron serbest olarak kabul edilebilir. Bu nedenle Compton etkisini gözlemlemek için sert X-ışınları kullanılmalıdır. Bu nedenle spektrumun görünür bölgesinde Compton etkisi gözlenmez. Karşılık gelen fotonların enerjisi o kadar küçüktür ki, bir atomun dış elektronları bile serbest olanların rolünü oynayamaz.

Bothe ve Geiger Deneyleri(1925), geri tepme elektronunun ve saçılan fotonun aynı anda göründüğünü kanıtladı. Deneyim şeması, Şek. 1.17, nerede X- X-ışını kaynağı, R- Radyasyon etkisi altında Compton etkisinin meydana geldiği bir difüzör, F ve E- saçılan fotonların ve geri tepme elektronlarının sayaçları. Bu sayaçlar, difüzöre göre simetrik olarak kurulur. R ve tesadüf şemasına dahil İTİBAREN, yani, sadece sayaçlardaki foton ve elektronun olduğu durumları kaydetmenize izin veren bir elektrik devresine F ve E belli olmak eşzamanlı. Sonuç olarak, bir fotonun ve bir elektronun sayaçlardaki eşzamanlı kayıtlarının sayısının, bir fotonun ve bir elektronun zaman içinde rastgele bir şekilde ortaya çıkması durumunda beklenebilecek sayıdan çok daha fazla olduğu bulundu. Böylece, bir fotonun bir elektronla bireysel çarpışmasının varlığı kanıtlandı.

Ters Compton etkisini düşünün. Göreli bir elektronla çarpıştığında, foton bir açıyla saçılır. θ , ve elektron durdu. Saçılan fotonun dalga boyunun Compton kaymasını bulalım. Momentumun korunumu yasasına göre