Compton Scattering · Diffusion Compton
| English | Français |
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| Compton scattering/ˈkɒmptn ˈskætərɪŋ/ | diffusion Compton |
A photon bounces off an electron — like billiard balls
- Fire a high-energy photon at an electron and it bounces off, exactly like two balls colliding.
- The photon comes away with less energy; the electron recoils, taking the difference.
- This is Compton scattering 康普顿散射, and it clinched the case that light carries momentum.
- If a photon can collide like a ball, it must be a particle in every sense.
Un photon rebondit sur un électron — comme des boules de billard
- Tirer un photon haute énergie sur un électron le fait rebondir, exactement comme deux boules qui entrent en collision.
- Le photon repart avec moins d'énergie ; l'électron recule, emportant la différence.
- C'est la diffusion Compton 康普顿散射, qui a confirmé que la lumière porte une quantité de mouvement.
- Si un photon peut entrer en collision comme une boule, c'est bien une particule en tous points.
A photon has momentum
- A photon carries not just energy but also momentum: $p = \dfrac{h}{\lambda}$.
- In the collision, both energy and momentum are conserved — just like a normal collision.
- The photon transfers some of both to the electron, which recoils away.
- Treating the photon as a particle with momentum predicts the outcome exactly.
Un photon a une quantité de mouvement
- Un photon transporte non seulement de l'énergie mais aussi de la quantité de mouvement : $p = \dfrac{h}{\lambda}$.
- Lors de la collision, l'énergie et la quantité de mouvement sont conservées — comme dans une collision ordinaire.
- Le photon transfère une partie des deux à l'électron, qui recule.
- Traiter le photon comme une particule ayant une quantité de mouvement prédit exactement le résultat.
A photon's momentum is given by: · La quantité de mouvement d'un photon est donnée par :
A photon carries momentum $p = h/\lambda$. · Un photon porte une quantité de mouvement $p = h/\lambda$.
In Compton scattering, which quantities are conserved? · Dans la diffusion Compton, quelles quantités sont conservées ?
It is a genuine collision — both energy and momentum are conserved. · C'est une collision réelle — l'énergie et la quantité de mouvement sont conservées.
The scattered photon is redder
- Since the photon gives energy to the electron, the scattered photon has less energy.
- Less energy means a lower frequency and a longer wavelength — a shift toward red.
- The bigger the scattering angle, the more energy is handed over.
- Measuring this wavelength shift confirmed the photon's momentum.
Le photon diffusé est plus rouge
- Puisque le photon donne de l'énergie à l'électron, le photon diffusé a moins d'énergie.
- Moins d'énergie signifie une fréquence plus basse et une longueur d'onde plus longue — un déplacement vers le rouge.
- Plus l'angle de diffusion est grand, plus l'énergie transmise est importante.
- Mesurer ce déplacement de longueur d'onde a confirmé la quantité de mouvement du photon.
After scattering off an electron, the photon's wavelength is: · Après diffusion sur un électron, la longueur d'onde du photon est :
The photon loses energy to the electron, so its wavelength gets longer. · Le photon perd de l'énergie vers l'électron, donc sa longueur d'onde augmente.
A larger scattering angle means the photon transfers more energy to the electron. · Un angle de diffusion plus grand signifie que le photon transfère plus d'énergie à l'électron.
The bigger the angle, the more energy (and momentum) is handed to the electron. · Plus l'angle est grand, plus d'énergie (et de quantité de mouvement) est transmise à l'électron.
Why it mattered
- The photoelectric effect showed photons carry energy; Compton showed they carry momentum.
- Together they made the particle nature of light undeniable.
- The clean billiard-ball maths (conserving energy and momentum) only works if photons are real particles.
- Compton scattering is used today in gamma-ray astronomy and medical imaging.
Pourquoi c'était important
- L'effet photoélectrique a montré que les photons portent de l'énergie ; la diffusion Compton a montré qu'ils portent de la quantité de mouvement.
- Ensemble, ils ont rendu incontestable la nature corpusculaire de la lumière.
- Les mathématiques propres de type billard (conservation de l'énergie et de la quantité de mouvement) ne fonctionnent que si les photons sont de vraies particules.
- La diffusion Compton est aujourd'hui utilisée en astronomie gamma et en imagerie médicale.
Compton scattering · diffusion Compton
An X-ray photon collides with an electron. Sort each outcome. · Un photon X entre en collision avec un électron. Triez chaque résultat.
Compton scattering shows that photons carry ____ as well as energy. · La diffusion Compton montre que les photons portent ____ ainsi que de l'énergie.
The collision only makes sense if photons carry momentum. · La collision n'a de sens que si les photons portent une quantité de mouvement.
Select all · tout true statements about Compton scattering. · Sélectionnez tous les énoncés vrais sur la diffusion Compton.
The photon loses energy (longer wavelength), and the collision conserves energy and momentum. It never gains energy. · Le photon perd de l'énergie (longueur d'onde plus longue), et la collision conserve l'énergie et la quantité de mouvement. Il ne gagne jamais d'énergie.
In Compton scattering the photon loses energy to the electron, so the scattered light has a longer wavelength (redder), not a shorter one. It is a genuine collision: both energy and momentum are conserved, exactly as for colliding balls.
Dans la diffusion Compton, le photon perd de l'énergie pour l'électron, donc la lumière diffusée a une longueur d'onde plus longue (plus rouge), et non plus courte. C'est une véritable collision : l'énergie et la quantité de mouvement sont toutes deux conservées, exactement comme pour des boules qui entrent en collision.
A photon scatters off a stationary electron. What happens to the photon's wavelength?
- The photon gives energy to the electron, so it leaves with less energy.
- Less energy means a longer wavelength — the scattered photon is shifted toward red.
Un photon diffuse sur un électron au repos. Que se passe-t-il pour la longueur d'onde du photon ?
- Le photon donne de l'énergie à l'électron, donc il repart avec moins d'énergie.
- Moins d'énergie signifie une longueur d'onde plus longue — le photon diffusé est déplacé vers le rouge.
Compton scattering is a photon colliding with an electron like a billiard ball, conserving energy and momentum. The photon has momentum $p = h/\lambda$; after the collision it has less energy and a longer wavelength, and the electron recoils. It proved light carries momentum — confirming the photon particle.
La diffusion Compton est un photon entrant en collision avec un électron comme une boule de billard, conservant l'énergie et la quantité de mouvement. Le photon a une quantité de mouvement $p = h/\lambda$ ; après la collision, il a moins d'énergie et une longueur d'onde plus longue, et l'électron recule. Elle a prouvé que la lumière porte de la quantité de mouvement — confirmant le photon comme particule.