El efecto Compton o dispersión Compton es una de las formas principales de interacción de fotones. Es la causa principal de la radiación dispersa en un material. Ocurre debido a la interacción del fotón (rayos X o gamma) con electrones libres (no unidos a átomos) o electrones de la capa de valencia débilmente unidos (capa exterior). El fotón incidente resultante se dispersa (cambia de dirección) e imparte energía al electrón (electrón de retroceso). El fotón disperso tendrá una longitud de onda diferente (fenómeno observado) y, por lo tanto, una energía diferente (E=hc/λ). La energía y el impulso se conservan en este proceso. El efecto Compton es un proceso de absorción parcial y como el fotón original ha perdido energía, conocido como desplazamiento Compton (es decir, un cambio de longitud de onda/frecuencia). El cambio de longitud de onda del fotón disperso se puede determinar por 0,024 (1 – cos θ), donde θ es el ángulo del fotón disperso. Por lo tanto, la energía del fotón disperso disminuye con el aumento del ángulo del fotón disperso.
Probabilidad de efecto Compton
- directamente proporcional a
- número de la cáscara externa de electrones, es decir, densidad electrónica
- densidad física del material
- energía de fotones inversamente proporcional a
- no depende del número atómico
- (a diferencia del efecto fotoeléctrico y la producción de pares)
En otras palabras, la probabilidad del efecto Compton depende del número de electrones por gramo en el material absorbente, que para la mayoría de los elementos es aproximadamente el mismo (aprox. 3 x 1023). Sin embargo, una excepción es el elemento hidrógeno, que no tiene neutrones en su núcleo y, por lo tanto, tiene una densidad electrónica que es el doble de la de todos los demás elementos (aprox. 6 x 1023), por lo que el efecto Compton es independiente del número atómico (Z) del absorbedor. La importancia del efecto Compton es que se convierte en el proceso dominante cuando los tejidos humanos se irradian en el rango de energía de 30 keV a 30 MeV, que es el rango de radiación diagnóstica y terapéutica.
Historia y etimología
Lleva el nombre del profesor Arthur Holly Compton (1892-1962), físico estadounidense, galardonado con el Premio Nobel de Física en 1927 por su descubrimiento del efecto Compton 2.