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No efeito Compton, observa-se o espalhamento de fótons por elétrons "livres" em um alvo. O deslocamento no comprimento de onda depende exclusivamente do ângulo de espalhamento e de constantes fundamentais. Teoricamente, esse fenômeno é uma evidência direta de que:
O fóton transporta momento linear e comporta-se como uma partícula em colisões relativísticas.
A energia do fóton é independente de sua frequência após a colisão com o elétron.
O elétron possui comportamento ondulatório e sofre difração ao interagir com a radiação X.
A luz se propaga em um meio material denominado éter luminífero, que altera sua velocidade.