Der Compton-Effekt, benannt nach dem amerikanischen Physiker Arthur H. Compton, ist ein Phänomen in der Quantenphysik, das die Streuung von Photonen (elektromagnetischer Strahlung) an freien Elektronen beschreibt. Der Effekt trägt zum Verständnis der Natur des Lichts bei und bestätigt die Teilchen-Natur des Lichts, insbesondere des Photons.
Beim Compton-Effekt wird ein Photon durch den Aufprall auf ein Elektron gestreut. Dabei überträgt das Photon einen Teil seiner Energie und Impuls auf das Elektron, was zu einer Veränderung der Wellenlänge und Richtung des Photons führt. Das gestreute Photon hat eine größere Wellenlänge (geringere Energie) als das ursprüngliche Photon.
Der Compton-Effekt kann mithilfe der Quantenelektrodynamik (QED) erklärt werden, einer theoretischen Beschreibung der Wechselwirkung von Licht und Materie. In der QED wird Licht als eine Ansammlung von Teilchen, den Photonen, betrachtet, die sowohl Wellen- als auch Teilcheneigenschaften haben.
Der Compton-Effekt ist ein experimentell nachgewiesenes Phänomen und hat wichtige Implikationen für das Verständnis der Quantennatur des Lichts und die Bestätigung der Dualität von Teilchen und Wellen. Er diente auch als experimenteller Beweis für die Existenz des Photons und für die Quantisierung elektromagnetischer Strahlung.
Der Compton-Effekt findet in verschiedenen Bereichen Anwendung, wie zum Beispiel in der Röntgen- und Gammastrahlen-Spektroskopie, der Materialcharakterisierung und der Strukturanalyse von Kristallen. Durch die Messung der gestreuten Photonen können Informationen über die Struktur von Materie und die Wechselwirkung von Licht mit Materie gewonnen werden.