Серія експериментів, виконаних на початку 20-х років ХХ століття, підтвердила фотонну теорію. В одному з цих експериментів (1923 р) був виявлений ефект, названий на честь його відкривача ефектом Комптона. А.Г. Комптон займався вивченням розсіювання короткохвильового світла (в дійсності рентгенівського випромінювання) різними речовинами і виявив, що частота розсіяного світла менше частоти падаючого світла (рис. 2.5). Зменшення частоти вказувало на втрату енергії. Комптон показав, що виявлений їм ефект можна пояснити на основі фотонної теорії світла, тобто зіткненням налітають фотонів з електронами речовини.
Застосувавши до зіткнень фотонів і електронів закони збереження енергії і імпульсу, як показано на (рис. 2.5), Комптон встановив, що енергії розсіяних фотонів, що передбачаються фотонної теорією, повністю узгоджуються з експериментальними даними.
Досліди показали, що різниця не залежить від довжини хвилі падаючого випромінювання і природи розсіює речовини, а визначається тільки кутом розсіювання: