Pada tahun 1923, Arthur H. Compton mengamati perubahan panjang gelombang sinarX setelah dihamburkan oleh elektron bebasseperti pada gambar 4. Compton menjelaskan, radiasi yang dikenakan pada lempeng logam berinteraksi dengan elektron bebas dalam logam (tidak selalu menimbulkan efek fotolistrik walaupun energinya cukup). Interaksi antara radiasi dengan elektron bebas dalam logam berperilakuseperti tumbukan elastis antara duapartikel. Mekanisme hamburan radiasi (kemudian disebut hamburan Comptonatau efek Compton) tersebut di atas dapat dijelaskan dengan memberlakukan hukum kekekalan energi dan hukum kekekalan momentum linear secara relativistik.

Gambar 4. Efek Compton

Pemberlakuan kedua hukum kekekalan tersebut menghasilkan persamaan

Dalam efek Compton yang terjadi adalah foton sinar X menumbuk elektron yang mulamula diam. Saat terjadi tumbukan foton dapat dipandang sebagai partikel yang kehilangan energi karena terserap oleh elektron menjadi energi kinetik elektron. Berdasarkan hukum kekekalan energi akan berlaku