Effet Compton, augmentation de la longueur d’onde des rayons X et d’autres rayonnements électromagnétiques énergétiques qui ont été diffusés élastiquement par les électrons; c’est un moyen principal par lequel l’énergie rayonnante est absorbée dans la matière. L’effet s’est avéré être l’une des pierres angulaires de la mécanique quantique, qui tient compte à la fois des propriétés ondulatoires et particulaires du rayonnement et de la matière. Voir aussi lumière: Théories précoces des particules et des ondes.
Le physicien américain Arthur Holly Compton a expliqué (1922; publié 1923) l’augmentation de la longueur d’onde en considérant les rayons X comme composés d’impulsions discrètes, ou quanta, d’énergie électromagnétique. Le chimiste américain Gilbert Lewis a plus tard inventé le terme photon pour quanta de lumière. Les photons ont de l’énergie et de l’élan tout comme les particules matérielles; ils ont également des caractéristiques d’onde, telles que la longueur d’onde et la fréquence. L’énergie des photons est directement proportionnelle à leur fréquence et inversement proportionnelle à leur longueur d’onde, de sorte que les photons de basse énergie ont des fréquences plus basses et des longueurs d’onde plus longues. Dans l’effet Compton, des photons individuels entrent en collision avec des électrons simples qui sont libres ou assez vaguement liés dans les atomes de matière. Les photons en collision transfèrent une partie de leur énergie et de leur élan aux électrons, qui à leur tour reculent. À l’instant de la collision, de nouveaux photons de moins d’énergie et d’élan sont produits qui se dispersent à des angles dont la taille dépend de la quantité d’énergie perdue par les électrons en recul.
En raison de la relation entre l’énergie et la longueur d’onde, les photons diffusés ont une longueur d’onde plus longue qui dépend également de la taille de l’angle par lequel les rayons X ont été déviés. L’augmentation de la longueur d’onde, ou décalage de Compton, ne dépend pas de la longueur d’onde du photon incident.
L’effet Compton a été découvert indépendamment par le physico-chimiste néerlandais Peter Debye au début de 1923.