Techniklexikon

Compton-Effekt

Vergrösserung der Wellenlänge l elektromagnetischer Wellen bei der Streuung an freien Elektronen um den Wert , wobei J der Streuwinkel, d.h. der Winkel zwischen den Ausbreitungsrichtungen der ein- bzw. auslaufenden Welle, und  die Compton-Wellenlänge des Elektrons ist, die von der Masse m des Elektrons und der Lichtgeschwindigkeit c abhängt. Der Wert von l₀ kann aus der Streuung von Röntgenstrahlen an den Hüllenelektronen der Atome bestimmt werden, da diese bezüglich der Röntgenstrahlen näherungsweise als frei angesehen werden können; er ergibt sich zu

Dl ergibt sich aus dem (relativistischen) Impuls- und Energieerhaltungssatz. Die genauere Beschreibung der Streuung von Photonen an Elektronen mit Hilfe der Quantenelektrodynamik liefert auch den differentiellen Wirkungsquerschnitt (Klein-Nishina-Formel) und die lntensität der Streuung (Compton-Streuung).

Bei der Compton-Streuung wurde durch den direkten Nachweis des einzelnen Streuakts erstmals die Gültigkeit des Energie- und Impulssatzes auch bei Elementarvorgängen experimentell bestätigt (W. Bothe und H. Geiger, 1926).

Der Begriff der Compton-Wellenlänge ist auch für andere Elementarteilchen eingeführt worden, wobei man nur die entsprechende Masse an Stelle der Elektronenmasse einzusetzen hat.

Compton-Effekt: Zur Kinematik des Compton-Effekts. E_g,e und q_g,e sind die Energie bzw. der Streuwinkel von Photon (g) und Elektron (e).