康普顿效应是当γ射线或X射线打在物质上，与物质中原子的核外电子发生相互作用，作用后产生散射光子和反冲电子的效应。其作用过程为：当入射X (γ)光子和原子内一个轨道电子发生相互作用时，光子损失一部分能量，并改变运动方向（散射光子），电子获得能量而脱离原子（反冲电子），此种作用过程称为康普顿效应。 其结果是：产生了次级电子--反冲电子继而将发生电子与物质的相互作用。


康普顿，1927年诺贝尔奖获得者之一
　　由于康普顿在实验上首次发现康普顿效应，于1927年获得诺贝尔物理学奖。

　　康普顿（Arthur Holly Compton，1892-1962），美国俄亥俄州人。大学时期就跟随大哥K.T.康普顿研究X射线。1913年大学毕业后，入普林斯顿大学当研究生，选题就是X射线。


　　1919年，康普顿进入英国剑桥大学卡文迪什实验室，以精湛的实验技术改进了仪器设备，精确地测定了γ射线的波长。在研究γ射线的散射特性时，康普顿发现γ射线在散射后波长会变得更长。


　　经过多次精细的实验，康普顿得到了明确的结论，散射的波长比入射的波长更长，波长的改变量只决定于散射角。在计算中，他把X射线对散射物质中电子的中既要遵守能量守恒，又要遵守动量守恒，从而作出了 X射线散射过程中会出现量子现象的重大发现。1923年5月，他将这一成果以《X射线受轻元素散射的量子理论》为题发表在《物理评论》上。


　　康普顿效应的发现对物理学的发展进程有很大的影响。光电效应和康普顿效应都为光的粒子性提供了令人信服的证据。然而，康普顿效应比光电效应更前进了一步，因为在解释康普顿效应时不但要考虑能量守恒，还要考虑动量守恒，它不但为光的波粒二象性及德布罗意物质波假说提供了更完全的证据，而且还为量子力学的发展提供了进一步的实验依据。


康普顿效应，险些让中国人获得诺贝尔奖
　　康普顿效应发现于1922年，这一发现具有伟大的历史意义，但是由于经典物理观念根深蒂固，康普顿效应一经提出，就遭到人们的怀疑和非难。有人认为实验证据不够充分，提出新的实验结果，做出新的解释,向康普顿的结论挑战。


　　为了取得更全面的实验证据，康普顿所在的芝加哥大学物理实验室开展了深入的研究，其中来自中国的研究生吴有训工作最有成效。他以高超的实验技术、严密细致的，为康普顿效应的确认作出重大贡献。


　　吴有训（1897-1977），字正之，江西高安人。1921年底赴美，1922年1月进入芝加哥大学，恰好康普顿正在这里从事研究和教学。所以几乎从一开始，吴有训就和康普顿一起进行X射线的散射实验。康普顿最初发表的论文只涉及一种散射物质（石墨），尽管已经获得了明确的数据，但终究还只限于某一特殊条件，难以令人信服。为了证明这一效应的普遍性，吴有训在康普顿的指导下，做了七种物质的X射线散射曲线，并于1925年首次出席美国物理学会第135届会议，发表题为《康普顿效应中变线与不变线之间的能量分布》的论文，有力证明了康普顿效应的客观存在。康普顿因此而荣获1927年诺贝尔物理学奖，吴有训却失之交臂。但由于吴有训对“康普顿效应”的重大贡献，国际上相当一部分科学家将“康普顿效”称为“康普顿-吴有训效应”。


　　1926年，吴有训以康普顿效应为题通过了博士论文答辩，同年秋回国。康普顿非常赞赏吴有训的才干，晚年曾向杨振宁说：吴有训是他一生中最得意的学生。在他的一本著作中引用了吴有训所作的15种物质散射曲线，这张图一直被各种著作和教科书引用，成了康普顿效应最有力的实验证据之一。


　　回国后，吴有训先后培养出了钱三强、钱伟长、王淦昌、于光远、邓稼生、杨振宁、李政道等一大批中外驰名的专家学者、科学家，并第一个建立起我国最早的近代物理实验室，开创国内X射线问题的研究，并获得丰硕的研究成果，被誉为我国物理学“开山祖师”。


康普顿，世界上第一颗原子弹的设计者之一
　　二战期间，为了抢在希特勒的前面，美国政府被迫制定了从事研制原子弹的“曼哈顿工程”计划。一大批有才能的科学家和工程技术人员都被调集到芝加哥，参加核武器的研制工作。其中康普顿教授负责制备裂变燃料。

　　1945年3月美国成立秘密的原子能委员会，奥本海默、费米、劳伦斯、康普顿四位物理学家为委员。 当年7月，美国生产出的铀235和钚239已经足够装配成原子弹了。7月16日凌晨在新墨西哥州的阿拉莫可德沙漠中进行了世界上第一颗原子弹的爆炸实验，使用的是劳伦斯法制取的铀235。在30米高的铁塔上安放着世界上第一颗原子弹。清晨，5点30分按动引爆装置。瞬间，好象无数的太阳同时放射出耀眼的光芒，立时出现了一个直径为2公里的巨大火球向空中升腾，转眼之间变成高达10000米的庞大蘑菇云，由于爆炸引起了飓风，并象地震一样震撼着沙漠的大地。安放原子弹的铁塔，已被几百万度的温度蒸发得无形无踪，留下了巨大的深坑，估计原子弹的爆炸当量约相当于2万吨TNT炸药。


　　苏联于1949年研制成功了原子弹，英国、法国分别于1952年和1960年爆炸了自己研制的原子弹，1964年中国也拥有了原子弹。


康普顿，世界上最大的人造地球卫星
　　γ射线这种高能电磁辐射通常来自宇宙中的双星、脉冲星和黑洞等高密度天体。由于其辐射强度远大于这类星体的可见光，而地表臭氧层对该射线的屏蔽作用阻碍了科学家们来探索宇宙的努力，因此通过空间X射线探测对于揭开黑洞之迷、了解恒星的形成及演化，具有重要意义。

　　“康普顿”γ射线空间望远镜重达16吨左右，1991年4月5日由阿特兰蒂斯号航天飞机送上太空。它是至今已升空的最敏感的γ射线天文卫星，把此前对γ射线的观察范围扩大了300倍，能探测到能量为2万-300亿电子伏特的光子和各种能量的γ射线，可把γ射线转换成可见光。


　　原定服役5年，结果超期服役到2000年。9年中，该星曾探测到2600起γ射线的喷发，找到了400多个新的γ射线源，地点遍布全宇宙，其中包括来自30个目前尚无人了解的星体。这些年，每年约有100名天文学家利用"康普顿"进行研究，至今已根据资料写出2000篇左右的论文，有些资料改变了天文学家看待宇宙的方法。


　　美国的“天文观测”计划是当今最引人注目的天文卫星计划，其核心就是发射4个从红外线观测至γ射线观测的大型空间望远镜，它们可探测到宇宙中大部分电磁波谱，使天文学家以全新的方式观察宇宙，揭示其奥秘。