Stosując zasadę zachowania pędu oraz zasadę zachowania energii (używając wyrażeń relatywistycznych) otrzymamy:
Z\A=A' — A=—— (1— coscp) meG
gdzie mejest masą spoczynkową elektronu
Jeżeli foton uderzy w elektron powłoki to w zderzeniu bierze udział cały atom grafitu o masie *22000 me więc otrzymujemy niemierzalnie małe przesunięcie Comptona. Co wyjaśnia występowanie maksimum także dla niezmienionej długości fali.