Effetto Compton, aumento della lunghezza d’onda dei raggi X e di altre radiazioni elettromagnetiche energetiche che sono state elasticamente disperse dagli elettroni; è un modo principale in cui l’energia radiante viene assorbita dalla materia. L’effetto ha dimostrato di essere uno dei capisaldi della meccanica quantistica, che rappresenta sia le proprietà delle onde che delle particelle della radiazione e della materia. Vedi anche luce: teorie delle particelle e delle onde precoci.
Il fisico americano Arthur Holly Compton ha spiegato (1922; pubblicato 1923) l’aumento della lunghezza d’onda considerando i raggi X come composti da impulsi discreti, o quanti, di energia elettromagnetica. Il chimico americano Gilbert Lewis in seguito coniò il termine fotone per quanti di luce. I fotoni hanno energia e quantità di moto proprio come le particelle di materiale; hanno anche caratteristiche d’onda, come lunghezza d’onda e frequenza. L’energia dei fotoni è direttamente proporzionale alla loro frequenza e inversamente proporzionale alla loro lunghezza d’onda, quindi i fotoni a energia inferiore hanno frequenze più basse e lunghezze d’onda più lunghe. Nell’effetto Compton, i singoli fotoni si scontrano con singoli elettroni che sono liberi o piuttosto vagamente legati negli atomi della materia. I fotoni in collisione trasferiscono parte della loro energia e quantità di moto agli elettroni, che a loro volta si ritraggono. Nell’istante della collisione, vengono prodotti nuovi fotoni di minore energia e quantità di moto che si disperdono ad angoli la cui dimensione dipende dalla quantità di energia persa dagli elettroni che si allontanano.
A causa della relazione tra energia e lunghezza d’onda, i fotoni sparsi hanno una lunghezza d’onda più lunga che dipende anche dalla dimensione dell’angolo attraverso il quale i raggi X sono stati deviati. L’aumento della lunghezza d’onda, o spostamento Compton, non dipende dalla lunghezza d’onda del fotone incidente.
L’effetto Compton fu scoperto indipendentemente dal chimico fisico olandese Peter Debye all’inizio del 1923.