定义：指当X射线或伽马射线的光子跟物质相互作用，因失去能量而导致波长变长的现象。
康普顿效应的发现
1923年，美国物理学家康普顿在观察X射线被物质散射时，发现：
1、散射光中除了和原波长λ0相同的谱线外还有λ>λ0的谱线；
2、波长的改变量∆λ随散射角θ(散射方向和入射方向之间的夹角)的增大而增加；
3、对于不同元素的散射物质，在同一散射角下，波长的改变量∆λ相同；波长为λ的散射光强度随散射物原子序数的增加而减小。
康普顿利用光子理论对以上发现做出了完美的解释：光子与电子、质子等粒子一样，不仅具有能量，也具有动量，当光子与电子碰撞时，光子的一部分能量转移给了电子，碰撞前后能量和动量守恒，光子能量减小，频率降低，波长变长。由此得到康普顿散射公式：
式中，∆λ为入射波长与散射波长之差，h为普朗克常数，c为光速，m0为电子的静止质量，θ为散射角。
图 1 阿瑟·霍利·康普顿 Arthur Holly Compton (1892-1962)
图 2 康普顿散射示意模型
康普顿因发现此效应而获得1927年的诺贝尔物理学奖。
康普顿效应的发现反映出光不仅有波动性，还具有粒子性，支持了光具有波粒二象性的观点。
康普顿效应与光电效应
光电效应也能反映光的粒子性，那么康普顿效应与光电效应有什么联系和区别？
联系：康普顿效应与光电效应在物理本质上是相同的，它们研究的都不是整个光束与散射物体之间的作用，而是个别光子与个别电子之间的相互作用，在这种相互作用过程中都遵循能量守恒定律。
区别：
- 光电效应是指金属内部电子吸收了光子全部能量而脱出金属表面，电子处于原子中的束缚态，遵守能量守恒定律；康普顿效应则是光子与自由电子的弹性碰撞，同时遵守能量和动量守恒定律。
- 两者入射光子能量不同，当光子能量与电子的束缚能同数量级时，主要表现为光电效应；电子的束缚能一般为几个电子伏特，故光电效应一般出现在可见光和紫外光波段。
- 当光子能量远远大于电子的束缚能时，相对而言，电子被原子核束缚的比较松，电子可视为自由电子，则主要表现为康普顿效应；入射光波长越短，光子能量越大，康普顿效应越明显，故入射光波长主要在x射线或γ射线波段。
康普顿效应的应用
- 康普顿效应对放射生物学十分重要。由于它是高能量X射线与生物中的原子核间最有可能发生的相互作用，因此亦被应用于放射疗法；
- 在材料物理学中，康普顿效应可用于探测物质中的电子波函数；
- 康普顿效应也是伽马射线光谱学中的重要效应，它是导致（光谱图表上）康普顿边缘的原因，因为伽马射线有可能被散射出所用的探测器以外。康普顿抑压法（用较廉价的探测器去包围较高价的主探测器）被用于探测走散的散射伽马射线而抵消此作用带来的影响。
参考文献
[1] Compton, A. H. (1923). A quantum theory of the scattering of X-rays by light elements. Physical review, 21(5), 483.
[2] Compton, A. H., & Woo, Y. H. (1924). The Wave-Length of Molybdenum Kα Rays when Scattered by Light Elements. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 10(6), 271.
[3] Compton, A. H. (1924). A general quantum theory of the wave-length of scattered x-rays. Physical Review, 24(2), 168.
[4] 康普顿效应的发现和意义，http://blog.sina.com.cn/s/blog_aeee4c180101e9sj.html
参阅：汤姆逊散射、康普顿、光电效应、波粒二象性、光量子理论、吴有训
