Явление Комптона состоит в изменении длины волны рентгеновских лучей при их рассеянии на электронах, входящих в состав легких атомов. Это явление было открыто в 1923 г. Комптоновское рассеяние объясняется на основе представления о фотонах, имеющих энергию hν и импульс где h = 6,63·10–34 Дж·с – постоянная Планка, ν – частота фотона. Процесс рассеяния сводится к столкновению фотонов с электронами, которые можно приближенно считать свободными.
Расчет, выполненный на основе законов сохранения энергии и импульса, приводит к следующему соотношению:
где λ0 – длина волны падающего излучения, λ – длина волны рассеянного излучения, m – масса электрона, c – скорость света, θ – угол рассеяния.
Величина
называется постоянной Комптона.
В спектре рассеянного излучения наряду со смещенной спектральной линией с длиной волны λ наблюдается и несмещенная спектральная линия с длиной волны λ0. Наличие несмещенной линии объясняется тем, что часть фотонов рассеивается на электронах, сильно связанных с атомами. Соотношение интенсивностей смещенной и несмещенной линий зависит от рода материала.
Явление Комптона является ярким подтверждением квантовой теории.
При выполнении компьютерного эксперимента можно изменять длину волны λ0 падающего излучения и угол θ рассеяния фотона. На экран дисплея выводится график зависимости интенсивности I рассеянного излучения от длины волны при заданном угле рассеяния. На дисплее высвечиваются также значения длины волны λ центра смещенной линии и импульс отдачи электрона pe. В правом верхнем окне строится диаграмма импульсов.
Модель 5.2.
Комптоновское рассеяние
где 
