Deducción Del Efecto Compton

Efecto Compton
Introducción a la Física Moderna I Carolina Valenzuela Lic. en Física, USON

Introducción Éste efecto es consecuencia de una colisión entre el fotón incidente y un electrón que seencuentre libre en el material. Este electrón porta una energía que depende del ángulo con que fue dispersado finalmente el fotón. Obteniendo por ende el cambio de longitud de onda de la radiaciónelectromagnética de alta energía al ser difundida por los electrones. Recibe el nombre de efecto Compton ya que fue estudiado por el físico Arthur Compton en 1923, quién pudo explicarlo utilizando lanoción cuántica de la radiación electromagnética como cuantos de energía y la mecánica relativista de Einstein. El efecto Compton constituyó la demostración final de la naturaleza cuántica de la luz traslos estudios de Planck sobre el cuerpo negro y la explicación de Albert Einstein del efecto fotoeléctrico. Como consecuencia de estos estudios Compton ganó el Premio Nobel de Física en 1927. Esteefecto es de especial relevancia científica, ya que no puede ser explicado a través de la naturaleza ondulatoria de la luz. La luz debe comportarse como partícula para poder explicar estas observaciones,por lo que adquiere una dualidad onda corpúsculo característica de la mecánica cuántica. Deducción A partir de un choque elástico entre un fotón y un electrón inicialmente en reposo vamos a obtener laexpresión del efecto Comptom. Buscamos primero que se cumpla el principio de conservación de momento, sabiendo que El momento lineal del fotón está dado por

Siendo el momento lineal del fotóndifundido

Y el momento lineal del electrón después del choque vamos a denotarlo como Vamos a verificar que

Efecto Compton
Introducción a la Física Moderna I Carolina Valenzuela Lic. en Física, USONSi tenemos un sistema de referencia de la siguiente manera

En dirección tendremos que:

Es decir: (1) En dirección tenemos que:

Es decir: (2) Donde es el ángulo que forma la horizontal...