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康普顿1913年毕业于伍斯特学院（他父亲是院长）。1916年在普林斯顿大学获得博士学位。1919年他又到剑桥大学，在卢瑟福卧。的指导下深造一年。次年，他回到美国，任华盛顿大学的物理系主任，1923年转入芝加哥大学。康普顿将巴克拉的工作发展了一步。巴克拉的实验涉及物质对X射线的散射，但他只能用非常粗糙的吸收性测量来确定散射X射线的性质。康普顿则利用了布拉格父子发明的技术，能准确地测量散射X射线的波长。