Efeito Compton

Arthur Holly Compton (1892 – 1962), físico americano, foi o responsável por observar e descrever o fenômeno conhecido como Efeito Compton em 1923, o que lhe rendeu o Prêmio Nobel de Física em 1927. Esse efeito foi fundamental para a consolidação do conceito de dualidade onda-partícula da luz.

O Experimento de Compton

Nos experimentos realizados, Compton fez raios X incidirem sobre um alvo de grafite. Inicialmente, o comprimento de onda dos raios X incidentes foi medido e determinado como único. Após a colisão entre os raios X e o material do alvo, verificou-se o espalhamento dos raios, que foi analisado minuciosamente.

Compton observou que os raios espalhados apresentavam dois tipos de comprimento de onda:

• O mesmo comprimento de onda dos raios X incidentes.
• Um comprimento de onda maior do que o dos raios incidentes.

Interações e Explicação

Os raios emergentes que mantiveram o mesmo comprimento de onda do incidente são oriundos da interação dos raios X com os elétrons do alvo, onde o elétron absorve toda a energia transportada pelos raios X. Após um curto intervalo, o elétron retorna ao seu estado inicial, emitindo novamente a mesma energia absorvida.

Já os raios emergentes com comprimento de onda maior resultam de uma interação em que o elétron do alvo absorve apenas parte da energia transportada pelos raios X. A energia restante é associada aos raios emergentes, gerando um comprimento de onda maior que o original. Esse fenômeno não indica que o fóton foi dividido, mas sim que houve transferência de momento linear entre o fóton e o elétron, o que causou uma variação na energia do fóton.

A Dualidade Onda-Partícula

O Efeito Compton reforçou a ideia da natureza dual da luz. Nesse fenômeno, os raios X comportam-se como partículas, denominadas fótons, cujas interações com os elétrons do alvo explicam as variações observadas nos comprimentos de onda emergentes.