Guruch. 12. Tarqalgan nurlanish spektrlari.

Kompton effekti chegaradan tashqarida to'lqin nazariyasi, unga ko'ra radiatsiya to'lqin uzunligi tarqalish paytida o'zgarmasligi kerak.

Massa bilan elektron tinch holatda bo'lsin m va dam olish energiyasi m 0 c 2 rentgen fotoni energiya bilan tushadi h. Elastik to'qnashuv natijasida elektron ga teng impulsga ega bo'ladi

, va uning umumiy energiyasi teng bo'ladi mc 2. Foton elektron bilan toʻqnashib, oʻz energiyasi va impulsining bir qismini unga oʻtkazadi va harakat yoʻnalishini (tarqaladi)  burchakka oʻzgartiradi.

Guruch. 13. Hisoblash sxemasi

(12)

(16)

Kompton formulasi, (17)

 elektronning kompton to‘lqin uzunligi.

Kompton effekti nafaqat elektronlarda, balki boshqa zaryadlangan zarrachalarda, masalan, protonlarda ham kuzatiladi. Biroq, protonning katta massasi tufayli uning orqaga qaytishi faqat juda yuqori energiyali fotonlar tarqalganda seziladi.

6. Yorug'likning qo'sh korpuskulyar-to'lqinli tabiati

Yorug'likning to'lqin xususiyatlari

To'lqin uzunligi , chastotasi 

Interferentsiya, diffraksiya, qutblanish

Yorug'likning korpuskulyar xossalari

Energiya  f, massa m f, impuls R f foton

Issiqlik nurlanishi, yorug'lik bosimi, fotoelektr effekti, Kompton effekti

To'lqin va korpuskulyar xususiyatlar Chiroqlar istisno qilmaydi, lekin bir-birini to'ldiradi. Bu munosabat tenglamalarda ham aks etadi:

Nur ifodalaydi dialektik birlik Ushbu ikki xususiyatdan yorug'likning bu qarama-qarshi xususiyatlarining namoyon bo'lishida ma'lum bir qonuniyat mavjud: to'lqin uzunligining pasayishi (chastotaning ortishi), yorug'likning kvant xususiyatlari tobora aniqroq namoyon bo'ladi va yorug'likning kuchayishi bilan. to'lqin uzunligi (chastotaning pasayishi), uning asosiy rolini o'ynaydi to'lqin xususiyatlari. Shunday qilib, agar biz elektromagnit to'lqinlar shkalasi bo'ylab qisqaroq (radio to'lqinlardan -nurlarigacha) tomon "harakat qilsak", elektromagnit nurlanishning to'lqin xususiyatlari asta-sekin ko'proq va aniqroq namoyon bo'ladigan kvant xususiyatlariga o'z o'rnini bo'shatadi.

5-bob. Kvant fizikasi

Fotonlar kontseptsiyasi taklif qilingan A. Eynshteyn 1905 yilda fotoelektr effektini tushuntirish uchun amerikalik fizikning tajribalarida eksperimental tasdiqni oldi. A. Kompton(1922). Kompton moddaning erkin (yoki atomlar bilan zaif bog'langan) elektronlari tomonidan qisqa to'lqinli rentgen nurlanishining elastik tarqalishini tekshirdi. U tomonidan kashf qilingan tarqoq nurlanishning to'lqin uzunligini oshirish effekti keyinchalik chaqirildi Kompton effekti , to'lqin nazariyasi doirasiga to'g'ri kelmaydi, unga ko'ra radiatsiya to'lqin uzunligi tarqalish paytida o'zgarmasligi kerak. To'lqin nazariyasiga ko'ra, yorug'lik to'lqinining davriy maydoni ta'sirida elektron to'lqin chastotasida majburiy tebranishlarni amalga oshiradi va shuning uchun bir xil chastotadagi tarqoq to'lqinlarni chiqaradi.

Compton sxemasi rasmda ko'rsatilgan. 5.2.1. Rentgen naychasidan keladigan to'lqin uzunligi l 0 bo'lgan monoxromatik rentgen nurlanishi R, qo'rg'oshin diafragmalaridan o'tadi va tor nur shaklida tarqaladigan maqsadli moddaga yo'naltiriladi. P(grafit, alyuminiy). th burchak ostida tarqalgan nurlanish rentgen spektrograf yordamida tahlil qilinadi S, bunda kristall difraksion panjara rolini o'ynaydi K aylanuvchi patnisga o'rnatilgan. Tajriba shuni ko'rsatadiki, tarqoq nurlanishda tarqalish burchagi th ga qarab D to'lqin uzunligining ortishi kuzatiladi:

bu erda l = 2,43 10 -3 nm - deb atalmish Kompton to'lqin uzunligi , bu tarqaladigan materialning xususiyatlariga bog'liq emas. Tarqalgan nurlanishda, bilan birga spektral chiziq to'lqin uzunligi l bilan, to'lqin uzunligi l 0 bo'lgan siljishsiz chiziq kuzatiladi. O'zgartirilgan va o'tkazilmagan chiziqlar intensivligining nisbati sochuvchi materialning turiga bog'liq.

Kompton effekti haqida tushuntirish 1923 yilda berilgan A. Kompton va P. Debay (mustaqil ravishda) nurlanish tabiatining kvant tushunchalariga asoslanadi. Agar nurlanish fotonlar oqimi ekanligini qabul qilsak, Kompton effekti rentgen fotonlarining moddaning erkin elektronlari bilan elastik to'qnashuvi natijasidir. Tarqaladigan moddalarning engil atomlarida elektronlar atomlar yadrolari bilan kuchsiz bog'langan, shuning uchun ularni erkin deb hisoblash mumkin. To'qnashuv jarayonida foton energiya va impulsning bir qismini saqlanish qonunlariga muvofiq elektronga o'tkazadi.

Keling, ikkita zarrachaning elastik to'qnashuvini, energiyaga ega bo'lgan fotonni ko'rib chiqaylik E 0 = h n 0 va impuls p 0 = hν 0 / c, tinch holatda bo'lgan elektron bilan, qolgan energiyasi Fotonga teng bo'lib, elektron bilan to'qnashib, harakat yo'nalishini o'zgartiradi (tarqaladi). Tarqalgandan keyin foton impulsi teng bo'ladi p = hν / c, va uning energiyasi E = hν < E 0 . Foton energiyasining pasayishi to'lqin uzunligining oshishini anglatadi. Relyativistik formula bo'yicha to'qnashuvdan keyin elektronning energiyasi ( § 4.5 ga qarang) ga teng bo'ladi qayerda p e - olingan elektron impuls. Saqlanish qonuni shunday yoziladi

kosinus teoremasi yordamida skalyar shaklda qayta yozilishi mumkin (impuls diagrammasi, 5.3.3-rasmga qarang):

Oddiy o'zgarishlardan va miqdorni yo'q qilgandan keyin energiya va impulsning saqlanish qonunlarini ifodalovchi ikkita munosabatlardan p e ni olish mumkin

Shunday qilib, kvant tushunchalariga asoslangan nazariy hisoblash Kompton effektini har tomonlama tushuntirishga imkon berdi va Kompton to'lqin uzunligini asosiy konstantalar nuqtai nazaridan ifodalash imkonini berdi. h, c va m:

Tajriba shuni ko'rsatadiki, tarqoq nurlanishda to'lqin uzunligi l bo'lgan siljish chizig'i bilan bir qatorda boshlang'ich to'lqin uzunligi l 0 bo'lgan siljishsiz chiziq ham kuzatiladi. Bu fotonlarning bir qismining atomlar bilan kuchli bog'langan elektronlar bilan o'zaro ta'siri bilan izohlanadi. Bunday holda, foton butun atom bilan energiya va impuls almashadi. Elektron massasi bilan solishtirganda atomning massasi katta bo'lganligi sababli, foton energiyasining arzimas qismi atomga o'tadi, shuning uchun tarqalgan nurlanishning to'lqin uzunligi l hodisaning to'lqin uzunligi l 0 dan amalda farq qilmaydi. radiatsiya.

Fotonlarning mavjudligini 1922 yilda amerikalik fizigi A.Kompton rentgen nurlarining tarqalish qonuniyatlarini o‘rganayotganda kashf etgan hodisasi ham isbotlangan.

Kompton rentgen nurlari materiya qatlamidan o'tganda, tarqoq rentgen nurlanishi birlamchi nurning chastotasidan past chastotada paydo bo'lishini aniqladi.

To'lqinlar nazariyasiga ko'ra, rentgen nurlarining tarqalish mexanizmi o'zgaruvchan ta'sir ostida moddaning atomlarida elektronlarning majburiy tebranishlari natijasida ikkilamchi elektromagnit to'lqinlarning paydo bo'lishi bilan izohlanadi. elektr maydoni asosiy nur; bu holda tarqoq rentgen nurlanishining chastotasi birlamchi nurlanish chastotasiga to'g'ri kelishi kerak. Birlamchi va tarqoq nurlanish chastotalari o'rtasidagi kuzatilgan farqni to'lqin nazariyasi asosida tushuntirib bo'lmaydi.

Ammo, agar rentgen nurlari yorug'lik tezligida uchadigan va boshqa zarralar bilan to'qnashuvga qodir bo'lgan alohida zarrachalardan - fotonlardan iborat deb hisoblasak, ular bilan energiya almashish imkoniyatini tan olishimiz kerak va

impuls. Shunda Kompton tajribalarining natijalarini tushuntirish oson. Chastotali rentgen fotoni energiyaga ega:

va momentum:

Foton tinch holatda bo'lgan elektron bilan to'qnashganda, foton energiyasi va impulsining bir qismi shu elektronga o'tadi. To'qnashuv natijasida foton energiyasining kamayishi (20.3) ifodaga ko'ra, uning chastotasining pasayishiga olib keladi (95-rasm).

Foton elektron tomonidan o'z yo'nalishiga ma'lum bir burchak ostida sochilganida chastotasining o'zgarishi boshlang'ich harakat Ikki tenglamani birgalikda yechish orqali topish mumkin, ular "foton-elektron" tizimi uchun energiya va impulsning saqlanish qonunlarining rekordidir:

Bu tenglamalar mavjud umumiy energiya harakatsiz elektron; foton bilan to'qnashuvdan keyingi elektronning umumiy energiyasi; - birlamchi fotonning energiyasi; - elektron bilan to'qnashgandan keyin foton energiyasi (tarqalgan foton); to'qnashuvdan oldin va keyin foton impulsi; foton bilan to'qnashuvdan keyingi elektronning impulsi.

To'qnashuvga qodir zarralar sifatida fotonlar tushunchasiga asoslangan hisob-kitoblar

qonunlarga muvofiq elektronlar va boshqa zarralar relativistik mexanika eksperimental ma'lumotlarga juda mos keladigan natijalar beradi.

Kompton effekti mexanizmi haqidagi bu g‘oyalarning to‘g‘riligi tajriba shuni ko‘rsatadiki, burchak bo‘ylab tarqalishni boshdan kechirgan har bir foton aynan shunday tezlikda va shunday tezlikda harakatlanuvchi elektronning paydo bo‘lishi bilan birga keladi. (20.6) va (20.7) tenglamalarni yechish orqali olinadigan birlamchi foton nurlarining yoʻnalishiga burchak.

Bu tenglamalarni yechish beradi quyidagi ifoda fotonlar elektronlar tomonidan sochilganda to'lqin uzunligini o'zgartirish uchun:

Miqdor sochuvchi zarrachaning Kompton to'lqin uzunligi deb ataladi. Elektron uchun biz quyidagilarni olamiz:

(20.8) ifodadan kelib chiqadiki, Komptonning tarqalishi paytida foton to'lqin uzunligining maksimal o'sishi Kompton to'lqin uzunligining ikki baravar qiymatiga teng (uchun).

Fotonlar zarrachalar haqida aytilganlarga, lekin ular materiya zarralari xossalaridan tubdan farq qiladigan bir qator xususiyatlarga ega ekanligini qo'shish kerak. Fotonlar tinch massaga ega emas va hech qanday sharoitda ularning harakat tezligi o'zgarmaydi.

To'lqin nazariyasiga ko'ra, yorug'lik to'lqinining davriy maydoni ta'sirida elektron to'lqin chastotasi bilan majburiy tebranishlarni amalga oshiradi va shu bilan bog'liq holda bir xil chastotadagi tarqoq to'lqinlarni chiqaradi.

Artur Kompton moddaning erkin (yoki atomlar bilan zaif bog'langan) elektronlari tomonidan qisqa to'lqinli rentgen nurlarining elastik tarqalishini tekshirdi. U tomonidan kashf etilgan tarqoq nurlanishning to'lqin uzunligini oshirish effekti, keyinchalik Kompton effekti deb ataladi, to'lqinlar nazariyasi doirasiga to'g'ri kelmaydi, unga ko'ra, tarqalish paytida nurlanish to'lqin uzunligi o'zgarmasligi kerak.

Kompton effekti odatda qisqa to'lqin uzunligining elastik tarqalishi deb ataladi elektromagnit nurlanish(Rentgen, g-nurlanish) moddaning erkin yoki kuchsiz bogʻlangan elektronlarida

to'lqin uzunligining oshishi.

Kompton tajribasining sxemasi 70-rasmda keltirilgan. R rentgen trubkasidan kelayotgan to‘lqin uzunligi l 0 bo‘lgan monoxromatik rentgen nurlanishi qo‘rg‘oshin diafragmalaridan o‘tadi va tor nur shaklida tor nurlar ko‘rinishida tarqaladigan maqsadli moddaga yo‘naltiriladi P ( grafit, alyuminiy). Muayyan th burchak ostida tarqalgan nurlanish rentgen spektrograf S yordamida tahlil qilinadi, bunda difraksion panjara rolini aylanuvchi patnikka mahkamlangan K kristall bajaradi. Tajriba shuni ko'rsatadiki, tarqoq nurlanishda tarqalish burchagi th ga qarab D to'lqin uzunligining ortishi kuzatiladi:

bu erda tarqaladigan materialning xususiyatlaridan mustaqil bo'lgan Kompton to'lqin uzunligi deb ataladi. Tarqalgan nurlanishda to'lqin uzunligi l bo'lgan spektral chiziq bilan birga to'lqin uzunligi l 0 bo'lgan siljishsiz chiziq kuzatiladi. O'zgartirilgan va o'tkazilmagan chiziqlar intensivligining nisbati sochuvchi materialning turiga bog'liq.

Shaklda. 71-rasmda ma'lum burchaklarda tarqalgan nurlanish spektridagi intensivlikning taqsimot egri chiziqlari ko'rsatilgan.

Kompton effektining tushuntirishi 1923 yilda A.Kompton va P.Debay tomonidan (mustaqil ravishda) nurlanish tabiatining kvant tushunchalari asosida berilgan. Agar nurlanish fotonlar oqimi ekanligini qabul qilsak, u holda

Kompton effekti rentgen nurlarining elastik to'qnashuvi natijasidir.

erkin elektronli fotonlar materiya va. Tarqaladigan moddalarning engil atomlarida elektronlar atom yadrolari bilan zaif bog'langan, shuning uchun ularni erkin deb hisoblash mumkin. To'qnashuv jarayonida foton energiya va impulsning bir qismini saqlanish qonunlariga muvofiq elektronga o'tkazadi va harakat yo'nalishini o'zgartiradi (tarqaladi).

Ikki zarrachaning elastik to'qnashuvini ko'rib chiqaylik - energiya va impulsga ega bo'lgan hodisa foton, dam olish energiyasi . Foton elektron bilan to'qnashib, harakat yo'nalishini o'zgartiradi (tarqaladi). Tarqalgandan keyin fotonning impulsi p = hn / c ga teng bo'ladi va uning energiyasi . Foton energiyasining pasayishi to'lqin uzunligining oshishini anglatadi. To'qnashuvda energiyaning saqlanish qonunlari bajariladi

(208)

va impulsning saqlanish qonuni

, (209)

, ,

(209) tenglamani kosinus teoremasidan foydalansak, skalyar ko'rinishda qayta yozish mumkin (fotonning tinch holatda elektron tomonidan elastik sochilishi uchun impuls diagrammasiga qarang, 72-rasm):

(210)

Qaytgan elektronning massasi ekanligini hisobga olsak

,

Energiya va impulsning saqlanish qonunlarini ifodalovchi munosabatlardan, oddiy o'zgarishlardan va p e qiymatini istisno qilgandan so'ng, biz quyidagilarni olishimiz mumkin:

Chastotalardan to'lqin uzunliklariga o'tish, ifodaga olib keladi, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ tajribadan olingan Kompton formulasi bilan bir xil:

Dᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, kvant tushunchalari asosidagi nazariy hisoblash Kompton effektini har tomonlama tushuntirib berdi va Kompton to'lqin uzunligini h, c va m asosiy konstantalar bilan ifodalash imkonini berdi:

Tajriba shuni ko'rsatadiki, tarqoq nurlanishda to'lqin uzunligi l bo'lgan siljish chizig'i bilan bir qatorda boshlang'ich to'lqin uzunligi l 0 bo'lgan siljishsiz chiziq ham kuzatiladi. Bu fotonlarning bir qismining atomlar bilan kuchli bog'langan elektronlar bilan o'zaro ta'siri bilan izohlanadi. Bunday holda, foton butun atom bilan energiya va impuls almashadi. Elektron massasiga nisbatan atomning massasi katta bo'lganligi sababli atomga foton energiyasining arzimas qismigina o'tadi, shu munosabat bilan tarqalgan nurlanishning to'lqin uzunligi l to'lqin uzunligidan deyarli farq qilmaydi. 0 radiatsiya hodisasi. Artur Kompton 1927 yilda Nobel mukofoti bilan taqdirlangan.

Kompton effekti - tushunchasi va turlari. "Kompton effekti" toifasining tasnifi va xususiyatlari 2014, 2015.

Kompton (1923) fotonning o'ziga xos energiya va impulsga ega ekanligini kuzatish mumkin bo'lgan hodisani kashf etdi. Ushbu tajriba natijalari Eynshteyn haqidagi gipotezaning yana bir ishonchli tasdig'idir kvant tabiati elektromagnit nurlanishning o'zi.

Kompton grafit, parafin va boshqalar kabi yengil atomlardan tashkil topgan namunalarda qattiq rentgen nurlarining tarqalishini o‘rgandi.Uni o‘rnatish sxemasi 1-rasmda ko‘rsatilgan. 1.14.

Rentgen nurlari manbai molibden antikatodli rentgen trubkasi edi. diafragmalar va D 2 monoxromatik rentgen nurlanishining tor nurlari ajratildi, keyin u o'rganilayotgan namunaga tushdi. O. Tarqalgan nurlanishning spektral tarkibini o'rganish uchun bir qator diafragmalardan o'tib, kristall ustiga tushdi. Kimga X-nurli spektrograf, keyin esa C hisoblagichiga (yoki fotografik plastinkaga).

Kompton tarqoq nurlanishda asl to'lqin uzunligi bilan birga ekanligini aniqladi λ , paydo bo'ladi ofset chizig'i to'lqin uzunligi bilan . Bu nom oldi Kompton tarafkashligi, a hodisaning o'zi Kompton effekti.

Tajriba shuni ko'rsatdiki, kuzatilgan Kompton siljishi sochilish namunasi materialiga va to'lqin uzunligiga bog'liq emas. λ hodisa nurlanishi, lekin faqat tarqoq va tushayotgan nurlanish yo'nalishlari orasidagi burchak bilan belgilanadi (1.14-rasmga qarang). Burchakning ortishi bilan siljigan komponentning intensivligi ortadi, o'zgarmagan komponentniki esa kamayadi. Bu 1.15-rasmda ko'rsatilgan bo'lib, unda grafitda turli xil tarqalish burchaklaridagi o'lchovlar natijalari ko'rsatilgan. a -ga to'lqin uzunligi 0,071 nm bo'lgan molibden chizig'i. Asl nurlanishning chiziq shakli chap tomonda ko'rsatilgan (ya'ni, to'lqin uzunliklari bo'yicha intensivlikning spektral taqsimoti). O'ngga - turli xil tarqalish burchaklarida tarqalgan radiatsiya uchun bir xil.

Klassik nazariya Komptonning sochilishining qonuniyatlarini va birinchi navbatda siljigan komponentning paydo bo'lishini tushuntira olmagan. Ular faqat asosida tushunilgan kvant nazariyasi. Kompton to'lqin uzunligi o'zgarishi bilan rentgen kvantining tarqalishini natija sifatida ko'rib chiqishni taklif qildi. yolg'iz uni elektron bilan to'qnashtirish harakati.

Tajribalar o'tkazilgan engil elementlarning atomlarida elektronning atom bilan bog'lanish energiyasi to'qnashuvda rentgen kvantining elektronga o'tkazgan energiyasiga nisbatan kichikdir. Bu qanchalik yaxshi bajarilsa, tarqalish burchagi qanchalik katta bo'lsa. Engil atomlarda atom ichidagi elektronning bog'lanish energiyasi barcha tarqalish burchaklarida e'tibordan chetda qolishi mumkin, ya'ni barcha elektronlarni erkin deb hisoblash mumkin. Shunda barcha moddalar uchun Kompton siljishining bir xilligi darhol aniq bo'ladi. Haqiqatan ham, eng boshidanoq, sochuvchi modda faqat shundan iborat deb taxmin qilinadi erkin elektronlar, ya'ni individual xususiyatlar umuman hisobga olinmaydi. Ammo bu faqat engil atomlar uchun amal qiladi. Og'ir atomlarning ichki elektronlari uchun bunday vakillik mos kelmaydi, bu tajriba bilan tasdiqlangan.

Endi bu holatda energiya va impulsning saqlanish qonunlariga rioya qilish kerakligini hisobga olib, fotonning erkin elektron bilan to'qnashuvini ko'rib chiqing. To'qnashuv natijasida elektron relativistik bo'lishi mumkinligi sababli, biz bu jarayonni relativistik dinamika asosida ko'rib chiqamiz.

Shunday qilib, energiya olib yuradigan yorug'lik impulsga ega va o'zini zarracha kabi tuta oladi. Fotoelektrik effektda bu impuls butun metall namunasiga va undan chiqarilgan elektronga uzatiladi. Metallga o'tkazilgan impuls juda kichik va uni o'lchash mumkin emas, lekin foton erkin elektron bilan to'qnashganda, o'tkazilgan impuls miqdorini o'lchash mumkin.

Tarqalgan fotonning to'lqin uzunligi bilan to'qnashuvdan oldingi sochilish burchagi va fotonning to'lqin uzunligi o'rtasidagi bog'liqlik topilsin. Energiyali foton bo'lsin va impuls e/s. To'qnashuvdan so'ng, foton energiyasi teng bo'ladi va elektronning energiyasi va impulsi. E" va p". Foton-elektron tizimining energiya va impulsning saqlanish qonunlariga ko'ra, to'qnashuvdan oldin va keyin quyidagi tengliklarni yozamiz:

, (1.9)

, (1.10)

bu yerda impulslar uchburchagi uchun kosinus teoremasi asosida ikkinchi tenglik yoziladi (1.16-rasm).

Relyativistik elektronning energiyasi va impulsi o'rtasidagi munosabatlar shaklga ega ekanligini hisobga olsak

(1.11)

formuladan (1.9) topamiz va dan (1.10):

(1.13)

(1.11) ga muvofiq (1.13) ifodani (1.12) ayirish va olingan natijani tenglashtirish. m 2 c 4 , biz qisqartirishdan keyin olamiz:

. (1.14)

Sharti bilan; inobatga olgan holda , va , biz olamiz:

, (1.15)

qayerda λ c- Kompton to'lqin uzunligi massa zarralari t,

Elektron uchun c =2,43·10 -10 sm universal doimiy l c eng muhim atom konstantalaridan biridir. Munosabatlar (1.15) Kompton siljishining tarqalish burchagiga eksperimental kuzatilgan bog'liqligiga juda mos keladi. θ (1.15-rasmga qarang). Tarqalgan nurlanishning har ikkala komponentining kengayishi, tarqalish sodir bo'lgan elektronlar va atomlarning harakati, ya'ni Doppler effekti bilan bog'liq.

Tarqalgan nurlanishda siljishsiz komponentning mavjudligi sochuvchi moddaning atomlarining ichki elektronlari bilan bog'liq. Ularning bog'lanish energiyasi, ayniqsa og'ir atomlarda, rentgen nurlari fotonlari energiyasi bilan taqqoslanadi va shuning uchun bunday elektronlarni endi erkin deb hisoblash mumkin emas. X-nurli fotonning energiya va impuls almashinuvi butun atom bilan sodir bo'ladi. Atomning massasi elektron massasidan ancha katta, shuning uchun bunday atomlar tomonidan sochilgan fotonlarning Kompton siljishi ahamiyatsiz va ularning siljishi to'lqin uzunligi tushayotgan nurlanishning to'lqin uzunligiga amalda to'g'ri keladi. Buni (1.15) va (1.16) formulalardan ko'rish mumkin.

Atom soni ortishi bilan bog'langan elektronlarning nisbiy soni ortadi. Shuning uchun, o'zgartirilmagan komponentning intensivligi o'zgarganning intensivligiga nisbatan ortishi kerak. Bu tajribada kuzatiladi.

Bundan tashqari, tarqalish burchagi ortib borishi bilan θ elektronga uzatiladigan energiya ulushi ortadi. Bundan kelib chiqadiki, tarqalish burchagi oshgani sayin θ elektronlarning erkin deb hisoblanishi mumkin bo'lgan nisbiy ulushi ortadi, demak, joy almashgan komponent intensivligining xolis komponent intensivligiga nisbati ham ortadi, tajriba shuni ko'rsatadi.

Shunday qilib, fotonning energiyasi qanchalik katta bo'lsa, elektron va atom o'rtasidagi bog'lanish qanchalik kam bo'lsa, shuncha ko'p elektronlar erkin deb hisoblanadi. Shuning uchun Kompton effektini kuzatish uchun qattiq rentgen nurlaridan foydalanish kerak. Shuning uchun spektrning ko'rinadigan hududida Kompton effekti kuzatilmaydi. Tegishli fotonlarning energiyasi shunchalik kichikki, hatto atomning tashqi elektronlari ham erkin elektronlar rolini o'ynay olmaydi.

Bothe va Geiger tajribalari(1925) teskari elektron va tarqoq foton bir vaqtning o'zida paydo bo'lishini isbotladi. Tajriba sxemasi rasmda ko'rsatilgan. 1.17, qaerda X- rentgen nurlari manbai, R- radiatsiya ta'sirida Kompton effekti yuzaga keladigan diffuzor; F va E- tarqoq fotonlar va teskari elektronlarning hisoblagichlari. Ushbu hisoblagichlar diffuzerga nisbatan nosimmetrik tarzda o'rnatiladi R va tasodifiy sxemaga kiritilgan FROM, ya'ni hisoblagichlarda foton va elektron paydo bo'lgan holatlarni qayd etish imkonini beruvchi elektr zanjiriga F va E paydo bo'ladi bir vaqtning o'zida. Natijada, foton va elektronning hisoblagichlarda bir vaqtning o'zida ro'yxatga olish soni foton va elektronning o'z vaqtida tasodifiy paydo bo'lishida kutilishi mumkin bo'lgan sondan ko'p marta ko'p ekanligi aniqlandi. Shunday qilib, fotonning elektron bilan individual to'qnashuvi mavjudligi isbotlandi.

Teskari Kompton effektini ko'rib chiqing. Relyativistik elektron bilan to'qnashganda, foton burchak bo'ylab tarqaladi θ , va elektron to'xtadi. Tarqalgan foton to'lqin uzunligining Kompton siljishi topilsin. Impulsning saqlanish qonuniga ko'ra