施鬱

（復旦大學物理學系教授）

康普頓效應是：光子被電子（或其他帶電粒子）散射後，波長增大，或者說頻率降低（波長等於光速除以頻率）。

康普頓效應證明了愛因斯坦的的光量子假說，即光是由光量子組成的。光量子就是我們現在所說的光子，這是1924年Lewis開始的簡稱。“子”的意思就是量子粒子。所以光子概念反映了光的粒子性。後來德布羅意又提出物質（比如電子）也是一種波。 這就是所謂的波粒二象性。

光子的能量等於普朗克常數乘以頻率，所以光子經過康普頓散射後，能量降低了。能量哪裡去了？當然是被電子吸收了。

根據光子與電子散射前後總能量守恆和總動量守恆，可以算出來，光子波長的增加等於一個常數成語一個與散射前後的角度有關的因子，這個因子介於0和2之間。當散射角為0，也就是說光子繼續沿著原來方向時，這個因子為0；當散射叫為180度，也就是說光子完全原路返回時，這個因子為2。這是可以理解的， 原路返回，意味著電子拿走的能量最多，光子損失的能量也最多。

關鍵的是那個常數，它當然是波長的量綱，而且與電子質量有關，事實上，它叫康普頓波長，等於普朗克常數除以光速，再除以電子質量，具體大小是2.43×10−12 m。它的兩倍就是光所能增加的波長的最大可能性。

好了，看到什麼了，我們對原來光的波長有何限制嗎？沒有！康普頓波長與原來的波長無關。所以問題的前提就不對，康普頓效應是可以用可見光觀測到的。