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康普頓效應是一個重要的物理現象，描述了光子與電子之間的散射過程。當高能光子撞擊電子時，光子會失去部分能量並改變方向，同時電子獲得能量並反衝。這個效應為光的粒子性提供了有力證據。
在康普頓散射過程中，我們可以清楚地看到能量和動量的轉移。散射前，光子攜帶初始能量，而電子處於靜止狀態。當光子與電子碰撞後，光子失去部分能量，波長增加，同時電子獲得動能開始運動。這個過程遵循能量守恆和動量守恆定律。
康普頓散射的數學描述由康普頓公式給出。波長的變化等於康普頓波長乘以一減去散射角餘弦值。康普頓波長是一個重要的物理常數，約為2.43乘以10的負12次方米。散射角θ決定了波長變化的大小，角度越大，波長變化越明顯。
康普頓效應在現代科學技術中有廣泛應用。在實驗中，X射線照射散射靶，不同角度的探測器會測量到不同波長的散射光子。這證實了康普頓公式的正確性。該效應在醫學影像、天體物理學研究和粒子物理實驗中都發揮重要作用，是驗證量子力學理論的關鍵實驗之一。
康普頓效應具有深遠的歷史意義。它不僅證明了光的粒子性質，更重要的是支持了量子力學理論的建立。這個發現確立了光子的概念，展示了光的波粒二象性。康普頓因此獲得了1927年的諾貝爾物理學獎，這個效應成為現代物理學發展的重要里程碑。