Énoncé
Lors d'une collision élastique d'un photon avec un matériau cible, on observe un rayonnement diffusé de fréquence différente de celle du rayonnement incident. Il s'agit de l'effet Compton (1923).
Expérimentalement, A. H. Compton avait irradié du graphite avec des rayons X, et observé que :
et
sont les longueurs d'onde respectivement du photon incident (dirigé selon
) et du photon diffusé ;
est l'angle que forme
avec
.
Pour modéliser ce phénomène, Compton a considéré qu'il y avait collision du photon incident (projectile) avec un électron (cible au repos, de masse
) du graphite. Donner l'équation de ce processus de collision.
Donner les relations qui expriment l'énergie d'un photon en fonction de son impulsion, de la longueur d'onde et de sa fréquence, respectivement.
En utilisant les lois de conservation appropriées, dériver l'équation obtenue par Compton.
Le coefficient numérique
sera exprimé en fonction des variables
,
,
.
