Compton przyjął, że wiązka promieni X nie jest falą, a strumieniem fotonów o energii hv. Założył on, że fotony (jako cząstki) ulegają zderzeniu z elektronami swobodnymi w bloku grafitu.
foton
e»|p»ktrnn
X
v=0
Podobnie jak w typowych zderzeniach zmienia się kierunek poruszania się fotonu oraz jego energia (część energii zostaje przekazana elektronowi). To ostatnie oznacza zmianę częstotliwości i zarazem długości fali.