Cevap :
Einstein, 1919'da, E enerjili bir fotonun tek bir yönde gittiği (bir küresel dalga gibi değil!) ve E/c ya da hf/c'ye eşit bir momentum taşıdığı sonucuna vardı. Onun sözleriyle " bir ışınım demeti, bir molekülün hf enerji paketi yayınlamasına ya da soğurmasına neden olursa,moleküle, soğurma için demetle aynı yönde,yayınlama için zıt yönde hf/c kadar bir momentum aktarılır." Işığın ya da fotonun momentumu? Arthur Holly Compton (1892-1962)(1927 Nobel fizik ödülü) ve Peter Debye (1884-1966) 1923'te, birbirinden bağımsız olarak, Einstein'in foton momentumu düşüncesini daha ileri götürdüler. Onlar, x-ışını fotonlarının elektronlardan saçılmasının, fotonları hfenerjili ve hf/c momentumlu noktasal parçacıklar olarak varsaydılar ve foton -elektron çiftinin çarpışmasında enerjinin ve momentumun korunduğuna dikkat ederek açıklanabileceğini gösterdiler. Compton ve çalışma arkadaşları,1922'den önce, x-ışınlarının elektronlardan saçılmasını açıklamak için klasik dalga kuramının yetersiz kaldığını gösteren kantlar topladılar. Klasik dalga kuramına göre, gelen elektromanyetik dalgalar elektronları ivmelendirmeli, onları titreşmeye zorlayarak daha düşük frekansta yeniden ışıma yaptırmalıdır. Dahası saçılan ışınım frekansı ya da dalga boyu, klasik kurama göre gelen ışınımların örneğe çarptıkları zamana olduğu kadar gelen ışınımın şiddetine de bağlıdır. Bu öngörülerin aksine, Compton'un denel sonuçları, verilen bir açıda saçılan x-ışınlarının dalga boyu kaymasınınyalnızca saçılma açısına bağlı olduğunu gösterdi.
rthur Compton 1923 yılında yaptığı deneyle ışığın tanecikli yapıya sahip olduğunu ve fotonların momentumlarının varlığını doğrulamıştır. Einstein'ın kütle-enerji bağıntısına göre, enerjisi $E$ olan bir foton $m=E/c^2$ kadar kütlesi varmış gibi davranır. Compton olayı, şekildeki gibi yüksek enerjili bir X ışını fotonunun, karbon atomunun serbest elektronuna çarparak onu bir doğrultuda fırlatırken kendisinin de herhangi bir doğrultuda saçılması olayıdır. Verdikleri şekli Wikimedia'dan bulduğum bir resim üzerinde paint yardımıyla oynara***** çizmeye çalıştım:
Yani foton geliyor, ve durmakta olan elektrona çarpıyor. Çarpışma sonucu elektron bir yere, foton bir yere gidiyor. Bu işlem sırasında foton, enerjisinin bir kısmını elektrona veriyor. Bize öğretilen; gelen fotonun enerjisinin, momentumunun ve frekansının saçılanınkinden büyük, dalgaboyununsa saçılanınkinden küçük olduğu. Biraz araştırma yaparak ne kadar büyük/küçük olduğu konusunda bazı denklemlere ulaştım, zevkli kısmı da burası zaten:
$E_f$ gelen fotonun enerjisi, $E_(f')$ saçılan fotonun enerjisi, $E_e$ elektronun çarpışmadan önceki enerjisi, $E_(e')$ elektronun çarpışmadan sonraki enerjisi, $p_f$ gelen fotonun momentumu, $p_(f')$ saçılan fotonun momentumu, $p_e$ elektronun çarpışmadan önceki momentumu, $p_(e')$ elektronun çarpışmadan sonraki momentumu, $\lambda$ gelen fotonun dalgaboyu, $\lambda'$ saçılan fotonun dalgaboyu, $f$ gelen fotonun frekansı, $f'$ saçılan fotonun frekansı, $m$ elektronun kütlesi olmak üzere,
Momentumun korunumundan dolayı yazabiliriz ki: $p_f+p_e=p_(f')+p_(e')$
Elektron çarpışmadan önce durgun halde olduğundan momentumu sıfırdır.
Kaynak: Compton Saçılması http://www.webhatti.com/fizik/535201-compton-sacilmasi.html#ixzz1yGv871us
