Compton-effekt eller Compton-scatter er en af de vigtigste former for fotoninteraktion. Det er hovedårsagen til spredt stråling i et materiale. Det forekommer på grund af interaktionen mellem fotonen (røntgen eller gamma) med frie elektroner (uden tilknytning til atomer) eller løst bundet valensskal (ydre skal) elektroner. Den resulterende hændelsesfoton er spredt (ændrer retning) og overfører energi til elektronen (rekylelektron). Den spredte foton vil have en anden bølgelængde (observeret fænomen) og dermed en anden energi (E=hc/liter). Energi og momentum bevares i denne proces. Compton-effekten er en delvis absorptionsproces, og da den originale foton har mistet energi, kendt som Compton shift (dvs.et skift af bølgelængde/frekvens). Bølgelængdeændringen af den spredte foton kan bestemmes med 0,024 (1-cos-kr.), hvor kr. er spredt fotonvinkel. Således falder energien i den spredte foton med stigende spredt fotonvinkel.
Sandsynlighed for Compton-effekt
- direkte proportional med
- antal ydre skalelektroner, dvs. elektrondensiteten
- fysisk massefylde af materialet
- omvendt proportional med
- fotonenergi
- afhænger ikke af
- atomnummer (i modsætning til fotoelektrisk effekt og parproduktion)
med andre ord er sandsynligheden for Compton-effekten afhængig af antallet af elektroner pr.gram i det absorberende materiale, som for de fleste elementer er omtrent det samme (ca. 3 gange 1023). En undtagelse er dog elementet hydrogen, som ikke har nogen neutroner i sin kerne og derfor har en elektrondensitet, der er dobbelt så stor som for alle andre grundstoffer (ca. 6 gange 1023 ), således er Compton-effekten uafhængig af absorberens atomnummer (å). Betydningen af Compton-effekten er, at det bliver den dominerende proces, når humane væv bestråles i 30 keV til 30 MeV energiområde, som er det diagnostiske og terapeutiske strålingsområde.
historie og etymologi
opkaldt efter Professor Arthur Holly Compton (1892-1962), amerikansk fysiker, der blev tildelt Nobelprisen i fysik i 1927 for sin opdagelse af Compton-effekt 2.