质对X射线的散射又称康普顿效應。康普顿效应可归结为：①设入射X射线的波长为λ0在散射光中除原波长的谱线外还出现波长λ＞λ0的谱线。②波长差Δλ＝λ－λ0随散射角θ（散射光与入射光间的夹角）的增加而增加；散射光中波长为λ的谱线强度随θ的增加而增强。③对不图1同元素的散射物质，同一散射角时的波长差Δλ均相同；波长为λ的谱线强度随散射元素的原子序数的增加而减弱。

康普顿效应不能用经典的波动理论来解释。1923年A.H.康普顿利用光子概念图2把上述散射效应看成是X光光子与散射物质中静止自由电子作弹性碰撞的结果从而对康普顿散射作出了正确的解释。光子莋为微粒既有能量又有动量；散射物质中的价电子被束缚较弱可近似看作是自由电子，其能量远比X光子的能量要小故可看作是静止的；X光子与自由电子作弹性碰撞时遵守动量守恒和能量守恒定律。根据以上考虑可导出波长差Δλ与散射角θ间的关系为

Δλ＝(h/MoC)·（1－cosθ）＝λc（1－cosθ），式中h为普朗克常数；m0为电子的静质量；c为真空中的光速；λc＝2.4埃是一普适常数称为电子的康普顿波长长。康普顿效应为光嘚量子性提供了有力证据

在康普顿散射中入射光子的波長为0.1nm，反冲电子的速度为光速的60%求散射光的波长和散射角。