Valosähköilmiö osoittaa sähkömagneettisen säteilyn energian siirtyvän kvanteiksi kutsuttuina paketteina. Myöhemmin tällaisen kvantin vakiintuneeksi nimitykseksi on muodostunut fotoni. Nykyfysiikassa valon hiukkasmaisia ominaisuuksia käsitellään fotonien – "valohiukkasten" – kautta.

Energian lisäksi fotoneilla, kuten kaikilla liikkuvilla kappaleilla tai hiukkasilla, on myös liikemäärää. Tämä havaitaan säteilyn absorptiossa, emissiossa sekä erityisesti röntgen- tai gammasäteilyn sirotessa elektronista. Jälkimmäistä ilmiötä kutsutaan Comptonin sironnaksi sitä tutkineen Nobel-palkitun Arthur Comptonin (1892–1962) mukaan.

Comptonin sironnassa säteilyn energia on valosähköistä ilmiötä huomattavasti suurempi ja elektronin sidosenergia (irrotustyö) on siihen nähden merkityksettömän pieni. Elektroneja voidaan siksi tarkastella irrallisina hiukkasina. Röntgen- tai gammasäteilyn osuessa levossa olevaan elektroniin ja sirotessa eri suuntaan sen aallonpituus pitenee. Tilanne voidaan tulkita energian säilymisen kannalta niin, että fotoni absorboituu luovuttaen koko energiansa elektronille, jonka jälkeen osa energiasta vapautuu uutena fotonina. Elektroni saa fotonien energian erotuksen verran liike-energiaa. Liike-energian myötä elektroni on saanut myös liikemäärän [[$p = mv$]]. FY4-kurssilla on opittu liikemäärän olevan säilyvä suure, joten fotoni-elektroni -systeemin kokonaisliikemäärän täytyy olla sama ennen ja jälkeen sironnan. Elektronin saaman liikemäärän täytyy siis olla sama kuin fotonien liikemäärien erotus. Tarkemmin mitattessa voidaan todeta fotonin liikemäärän olevan lausekkeen [[$ p=\dfrac {h}{\lambda} $]]​ mukainen.

Huomaa, että tutkittaessa elektronin saamaa energiaa ja liikemäärää Comptonin sironnassa energian säilyminen tuottaa yksinkertaisemman yhtälön. Liikemäärä on vektori, joten liikemäärän säilymisessä tulisi ottaa huomioon sironneen elektronin ja emittoituneen fotonin suunta. Energia ei ole vektori, jolloin energiaperiaateyhtälössä suuntia ei tarvitse ottaa huomioon.

Comptonin sironnan periaatekuva sekä kaavakuva vastaavasta makroskooppisten kappaleiden törmäyksestä.




Aurinkopurjeen toiminta perustuu Auringon sähkömagneettisen säteilyn aiheuttamaan paineeseen, eli fotonien purjeelle törmäyksissä luovuttamaan liikemäärään. Koepurje Ikaros laukaistiin onnistuneesti vuonna 2010.