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La radiazione elettromagnetica di alta energia (raggi {$\gamma$}), passando nelle vicinanze di un atomo, subisce un urto elastico con uno degli elettroni esterni dell'atomo. La radiazione va pensata come un fotone, ossia come un pacchetto d'onda di energia ben definita e proporzionale alla frequenza, {$E=h\nu=h c/\lambda$} (dove {$h=6. \, 10^{-34} J s$} è la costante di Planck). La quantità di moto del fotone è {$h/\lambda$}.
L'elettrone ha energia iniziale trascurabile rispetto al fotone. L'urto elastico è il fenomeno noto in meccanica, ma qui va trattato con la cinematica relativistica (il fotone e l'elettrone dopo l'urto si muovono rispettivamente con velocità {$c$} e prossima a {$c$}). L'essenziale è spiegato in queste fotocopie (in inglese).
La scoperta sperimentale e la comprensione dettagliata di questo fenomeno fruttarono il premio Nobel a Arthur H. Compton nel 1927, anno in cui lo divise con Charles T.R. Wilson (camera a nebbia).
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Radiazione {$\gamma$} viene prodotta come effetto secondario nel decadimento {$\beta$} dell'isotopo 137 del nucleo di Cs in isotopo 137 del nucleo di Ba.
Si tratta di radiazione elettromagnetica di frequenza molto più elevata di quella usuale.
Un fenomeno in sè semplice, richiede però una discussione minima piuttosto approfondita del meccanismo della sua rivelazione. Un aspetto consiste nel conteggio di un elevato numero di fotoni visibili prodotti all'interno del rivelatore e segue la statistica Poissoniana.
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