Efecto Compton

Efecto Compton

Arthur Holly Compton

El físico estadounidense Arthur Holly Compton fue galardonado con el Premio Nobel de Física en 1927 por su descubrimiento del efecto físico que lleva su nombre. El efecto Compton permitió confirmar que la radiación electromagnética tiene propiedades tanto de onda como de partícula.

Efecto Compton, difusión de fotones debida a las interacciones entre la radiación electromagnética y la materia. Este efecto fue descubierto por el físico estadounidense Arthur Holly Compton en 1922, durante su estudio de la difusión de los rayos X por el grafito. Como reconocimiento a sus trabajos, Compton recibió el Premio Nobel en 1927.

2

DESCRIPCIÓN

En el efecto Compton, un fotón de rayos X o rayos gamma, de longitud de onda λ, colisiona con un electrón libre de la materia provocando la emisión de un electrón llamado “de retroceso” y de un fotón de longitud de onda λ′, superior a la longitud de onda λ. El fotón difundido pasa a propagarse en una dirección que forma un ángulo φ con la dirección de propagación del fotón inicial. Al ser la longitud de onda λ′ superior a la longitud de onda λ, la energía del fotón difundido es inferior a la del fotón incidente.

Se cumple la relación λ′-λ = λ_c(1-cos φ), donde λ_c es igual a la constante de Planck dividida por la masa del electrón y la velocidad de la luz. Su valor numérico es de 0,2426 nanómetros.

3

CONSECUENCIAS Y APLICACIONES

El efecto Compton, que no se podía explicar mediante la teoría ondulatoria clásica de la radiación electromagnética, constituyó en la época de su descubrimiento una prueba experimental de la existencia de los fotones. Intuitivamente, el fenómeno puede compararse con la trayectoria de una bola de billar que golpea a otra bola inmóvil. El efecto conlleva una disminución de energía (aumento de la longitud de onda) y un ensanchamiento de la radiación (que corresponde a la distribución de los ángulos de salida). También provoca una agitación anómala de los electrones de la materia atravesada.

El efecto Compton permite medir la intensidad de los rayos gamma, lo que resulta de gran utilidad en física de partículas. Otra consecuencia práctica del efecto Compton, esta vez negativa, es que provoca en las radiografías un ensombrecimiento de la imagen debido a la degradación de los rayos X y a la emisión de electrones parásitos.