R为伦琴射线管,发出波长为的单色X射线。通过光阑D形成一束射线投射到散射物S（石墨）上。散射线通过光阑B形成定向的射线束， 可由散射角φ 表征。入射到晶体C和电离室F的摄谱仪上可记录散射线的波长及其强度。伦琴射线管 R和石墨 S可以一起转动，以改变散射角φ。实验数据指出：

1. 散射线中除了有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长 更长的波长；
2. 随φ增大而增大，而与散射物质无关。
   

　　1. 经典电磁场理论的困难：电磁波通过物质时，引起物质中带电粒子的受迫振动，向外辐射电磁波，形成散射X射线。因此，散射X线应与入射X线同频率，而不会出现大于的散射线的波长。
　　2. 用光子的概念来解释:光子与散射物外层电子弹性碰撞后光子沿φ角散射出去，能量被原来速度近似为0的电子夺去一部分, 因而光子能量减小为， 因此散射光波长大于入射光波长。

　　另外，保持 不变的散射光，是由于这一部分光子与束缚得较紧密的电子相撞，反射能量没有损失。

　　电子在撞碰前后质量为 和 ，能量为 和 。

　　碰撞能量守恒：
　　　　　　　　

　　动量守恒：
　　　x方向:　
　　　y方向:　

　　从上两式消去，得
　　　

　　化简后，得
　　　　　　
与实验结果一致。