Streuung
Wird Materie elektromagnetischer Strahlung ausgesetzt, so kommt es neben der Absorption mit einer Übertragung der Energie und Ionisation der Materie immer auch zu einer Schwächung infolge von Streuung. Im Zusammenhang mit der Röntgendiagnostik ist die Compton-Streuung vorherrschend.
Der Compton-Effekt besagt, dass von einem Photon Energie auf ein ungebundenes oder schwach gebundenes Elektron übertragen wird. Dabei kommt es zur Freisetzung eines Photons geringerer Wellenlänge.
Nun haben Photonen bekanntlich keine Ruhemasse. Dadurch aber, dass sie Energie haben, kann man ihnen eine Masse zuordnen (quasi eine virtuelle Masse aufgrund ihrer Energie). Diese ist um so größer, je mehr Energie ein Photon hat, also je höher seine Frequenz bzw. je größer sein Impuls ist. Damit ist verbunden, dass ein Photon mit hoher Energie – wie ein Teilchen mit mehr Masse – weniger leicht von seiner ursprünglichen Richtung abgelenkt werden kann. Deshalb divergiert weiche Strahlung deutlicher vom Nutzstrahl weg, als harte Strahlung.
In der Summe der Effekte (mehr und stärkere Streuung bei weicher Strahlung) ergibt sich: Durch weiche Strahlung kommt es zu einem stärkerem Rauschen, als durch harte Strahlung.