اثر کامپتون یا پراکندگی کامپتون، یک پدیده در فیزیک است. در پدیده کامپتون پرتو ایکس در اثر اندرکنش با ماده انرژی خود را ازدست‌داده و ازاین‌رو طول‌موجش افزایش می‌یابد. به‌عبارت‌دیگر، پراکندگی کامپتون، پراکندگی ناکشسان یک فوتون توسط یک‌ذره باردار و معمولاً الکترون است و باعث کاهش انرژی (افزایش طول‌موج) فوتون (که ممکن است یک پرتو ایکس یا پرتوگاما باشد) می‌شود که به اثر کامپتون مشهور است. بخشی از انرژی فوتون به الکترون پس زده‌شده منتقل می‌شود. پراکندگی معکوس کامپتون نیز وجود دارد که در آن ذره باردار بخشی از انرژی‌اش را به یک فوتون می‌دهد.
یک فوتون با طول‌موج λ با یک ماده (مانند الکترون) برخورد کرده و فوتون جدیدی با طول‌موج 'λ می‌سازد که با زاویه θ تغییر جهت داده است. ماده نیز در جهت ضربه حرکت کرده است.
معادله پراش کامپتون به‌صورت زیر است
که در آن:
λ طول‌موج فوتون قبل از پراش (کوچکتر)
'λ طول‌موج فوتون بعد از پراش (بزرگتر)
me جرم الکترون
θ زاویه تغییر جهت حرکت فوتون
h ثابت پلانک
و c سرعت نور است.
اثر کامپتون را می‌توان به‌صورت برخورد فوتون - الکترون دانست که در آن انرژی و تکانه کل ثابت‌اند.
که زاویه انحراف فوتون همان زاویه اینرسی است؛ یعنی فوتون با تصادم با الکترون مقداری از انرژی خود را از دست می هد و اینرسی آن دچار تغییر می‌شود؛ ولی چون سرعت نور همواره ثابت است و این تغییر اینرسی، نمی‌تواند در آن تغییر سرعتی ایجاد کند، در نتیجه در مسیر یا زاویه حرکت و تابش فوتون تغییر ایجاد می‌کند. به طور مثال:
همان‌طور که قبلاً گفتیم زاویه اینرسی اشعه ایکس و گاما ۴۵ درجه است:
در مثال فرضی فوق با تصادم فوتون با الکترون، مقداری از انرژی فوتون کاسته شده و به الکترون منتقل می‌شود. درنتیجه می‌بایست که زاویه اینرسی به 28.5=16.5-45 درجه و سرعت به 47 درصد سرعت نور کاهش یابد. ولی چون مقدار سرعت نور و مقدار زاویه اینرسی آن همواره ثابت است، در نتیجه کاهش انرژی در افزایش طول‌موج و کاهش زاویه اینرسی در تغییر مسیر تابش فوتون اعمال می‌شوند. اینک یک مثال عملی را حل می‌کنیم:
با دانستن طول‌موج‌ها زاویه پراش تتا به دست می‌آید. با دانستن دو تکانه، سرعت الکترون به دست می‌آید. فی هم زاویه انحراف الکترون است. که تابع کلی تغییر اینرسی یا تغییر زاویه تابش فوتون در کنش با الکترون از قرار زیر است:
اما توجیه دوم:
معادله کامپتون بیان می‌کند که تغییرات دامنه نوسان فوتون یا معکوس عدد موجی، با مقدار 1-cos(ϴ) متناسب است و ضریب این تناسب دامنه منحنی اینرسی ذره یا الکترون است.
نگرش دیفرانسیل:
تعبیر هندسی معادله کامپتون:
کامپتون اصالتاً یک بیلیارد باز بود و نگرش و تجربیات خود در میز بیلیارد را به فیزیک کوانتوم منتقل کرده است که درست نیست.
محمدرضا طباطبايی ۱۴۰۲/۰۱/۰۸
