Comptonin siirtymän laskuri

Tietoa tästä laskurista

Tämä laskuri määrittää Comptonin aallonpituussiirtymän, Δλ = λ_c(1 − cos θ), joka syntyy, kun fotoni siroaa vapaasta elektronista ja menettää energiaa – missä λ_c on elektronin Comptonin aallonpituus (h/mₑc ≈ 2,426 pm) ja θ on sirontakulma. Arthur Compton havaitsi ilmiön kokeellisesti vuonna 1923, ja siirtymä on mitattavissa vain korkeaenergisillä fotoneilla, kuten röntgen- ja gammasäteillä; se oli ratkaiseva todiste siitä, että valo käyttäytyy erillisinä hiukkasina (fotoneina), jotka kantavat liikemäärää, eikä vain aaltoina.

Comptonin ilmiö on keskeinen röntgenfysiikassa ja lääketieteellisessä kuvantamisessa (se selittää merkittävän osan kuvan sironnasta ja annoksesta röntgenkuvauksessa ja tietokonetomografiassa), astrofysiikassa (Comptonin sironta muokkaa röntgenlähteiden spektrejä ja varhaisen maailmankaikkeuden fotoni-baryoni-vuorovaikutuksia) ja säteilynilmaisimien suunnittelussa hiukkasfysiikassa.

Kvanttimekaniikkaa ja aalto-hiukkasdualismia opiskelevat fysiikan opiskelijat, säteilyannosta ja sirontaa mallintavat lääketieteen fyysikot sekä röntgen- tai gammaspektroskopiaa tekevät tutkijat käyttävät kaikki tätä laskelmaa syöttämällä sirontakulman löytääkseen aallonpituussiirtymän.