Compton saçılması olarak da adlandırılan Compton etkisi , elektronlar tarafından elastik olarak saçılan X-ışınlarının ve diğer enerjik elektromanyetik radyasyonların dalga boyundaki artış ; ışıma enerjisinin madde tarafından soğurulmasının temel bir yoludur . Etki , maddenin olduğu kadar radyasyonun hem dalga hem de parçacık özelliklerini açıklayan kuantum mekaniğinin köşe taşlarından biri olduğunu kanıtladı . Ayrıca bkz. ışık: İlk parçacık ve dalga teorileri .
Amerikalı fizikçi Arthur Holly Compton (1922; yayınlandı 1923), X-ışınlarını elektromanyetik enerjinin ayrı darbelerinden veya kuantumlarından oluştuğunu düşünerek dalga boyu artışını açıkladı . Amerikalı kimyager Gilbert Lewis daha sonra bu terimi icat etti.ışık kuantumu için foton . Fotonlar , tıpkı maddi parçacıklar gibi enerjiye ve momentuma sahiptir; ayrıca dalga boyu ve frekans gibi dalga özelliklerine de sahiptirler. Fotonların enerjisi, frekansları ile doğru orantılı ve dalga boyları ile ters orantılıdır, bu nedenle düşük enerjili fotonlar daha düşük frekanslara ve daha uzun dalga boylarına sahiptir. Compton etkisinde, bireysel fotonlar,maddenin atomlarında serbest veya oldukça gevşek bağlı olan tek elektronlarla çarpışır. Çarpışan fotonlar, enerjilerinin ve momentumlarının bir kısmını elektronlara aktarır ve elektronlar da geri teper. Çarpışma anında, boyutları geri dönen elektronlara kaybedilen enerji miktarına bağlı olan açılarda saçılan daha az enerji ve momentuma sahip yeni fotonlar üretilir.
Enerji ve dalga boyu arasındaki ilişki nedeniyle, saçılan fotonlar daha uzun bir dalga boyuna sahiptir ve bu aynı zamanda X-ışınlarının saptırıldığı açının boyutuna da bağlıdır. Dalga boyundaki artış veya Compton kayması, gelen fotonun dalga boyuna bağlı değildir. Saçılma olayından sonra (λ’) ve (λ)’den önce fotonun dalga boyu şu şekilde farklılık gösterir:
λ′ – λ = ( h / m c )(1 – çünkü θ).
Burada h Planck sabitidir , m elektronun durağan kütlesidir , c ışık hızıdır ve θ fotonun saçıldığı açıdır.
Compton etkisi, 1923’ün başlarında Hollandalı fiziksel kimyacı Peter Debye tarafından bağımsız olarak keşfedildi .
Encyclopaedia Britannica’nın Editörleri
Bu makale en son Erik Gregersen tarafından revize edilmiş ve güncellenmiştir .
Arthur Holly Compton , (10 Eylül 1892, Wooster , Ohio , ABD – 15 Mart 1962, Berkeley , California doğumlu), Amerikalı fizikçi ve CTR Wilson of England ile birlikte 1927’de Nobel Fizik Ödülü’nü onun için kazandı. metallerde elektronlarla çarpıştıklarında X-ışınlarının dalga boyundaki değişimin keşfi ve açıklanması . Bu sözdeCompton etkisi, enerjinin bir fotondan elektrona aktarılmasından kaynaklanır . 1922’deki keşfi, elektromanyetik radyasyonun hem dalga hem de parçacık olarak ikili doğasını doğruladı.
Fizikçi Karl T. Compton’ın küçük erkek kardeşi Compton, 1916’da Princeton Üniversitesi’nden doktorasını aldı ve 1920’de Washington Üniversitesi , St. Louis’de fizik bölümünün başkanı oldu. Kısa dalga boylu X-ışınları demetleri düşük atom ağırlığına sahip elementleri hedef aldığında meydana gelen fenomen . Elementler tarafından saçılan bazı X-ışınlarının, saçılmadan önce olduğundan daha uzun dalga boyuna sahip olduğunu keşfetti. Bu sonuç klasik fiziğin yasalarına aykırıdır ve neden böyle olduğunu açıklayamamaktadır.Bir dalganın saçılması dalga boyunu arttırmalıdır. Compton başlangıçta, hedef atomlardaki elektronların boyutunun ve şeklinin X-ışınlarının dalga boyundaki değişikliği açıklayabileceğini teorileştirdi. Ancak 1922’de, ışığın dalgalardan ziyade parçacıklardan oluştuğunu savunan Albert Einstein’ın kuantum teorisinin etkiyi daha iyi açıkladığı sonucuna vardı. Compton, yeni modelinde X-ışınlarını parçacıklardan oluştuğu şeklinde yorumladı ya da “fotonlar ,” dediği gibi. Bir X-ışını fotonunun bir karbon atomunun elektronuyla çarpışabileceğini savundu ; bu olduğunda, foton enerjisinin bir kısmını elektrona aktarır ve daha sonra eskisinden daha düşük bir enerji ve daha uzun bir dalga boyu ile yoluna devam eder. Compton’ın yorumu, elektromanyetik radyasyonun hem parçacık hem de dalga davranışı sergileyebileceğine dair geniş çapta kabul gören ilk deneysel kanıtı sağladı ve böylece hala radikal olan kuantum teorisinin meşruluğunun kurulmasına yardımcı oldu .
1923’ten 1945’e kadar Compton, Chicago Üniversitesi’nde fizik profesörüydü . 1941’de atom enerjisinin askeri potansiyelini inceleyen Ulusal Bilimler Akademisi komitesinin başkanıydı . Bu sıfatla fizikçi Ernest O. Lawrence ile birlikteİlk atom bombasını yaratan Manhattan Projesi . 1942’den 1945’e kadar Chicago Üniversitesi’nde ilk kendi kendine devam eden atomik zincir reaksiyonunu geliştiren ve kontrollü nükleer enerji salınımının yolunu açan Metalurji Laboratuvarı’nın direktörlüğünü yaptı. 1945’te Washington Üniversitesi’nin rektörü oldu ve 1953’ten 1961’e kadar orada doğa tarihi profesörü oldu
Ali ÇAPUTÇU