وقتي فوتون از ميان يك ماده عبور مي‌كند،‌ به صورت‌هاي زير برهم‌كنش مي‌كند:

 اگر با الكتروني كه ابتدا ساكن است برخورد كند، شبيه يك ذره پراكنده خواهد شد: مقداري از اندازه حركتش را به الكترون منتقل مي‌كند و پراكنده مي‌شود به حركتش با سرعت نور ولي با فركانس كوچك‌تر (يا طول موجي بزرگتر) ادامه مي‌دهد كه اين همان اثر كامپتون است.

 

 

 

 

 اگر با الكتروني اتمي برخورد كند،‌ مطابق با يكي از فرايند‌هاي زير برهم‌كنش مي‌كند:

   اگر انرژي كافي داشته باشد، الكترون را به طور كامل از اتم جدا مي‌كند و خود از بين مي‌رود، چون تمام انرژي خود را به الكترون منتقل مي‌كند. اين اثر فوتوالكتريك است.

 

 

 

 

   اگر انرژي آن براي كندن الكترون كافي نباشد، الكترون را به مداري بالاتر مي‌راند. اگر انرژي  آن برابر اختلاف انرژي بين ترازهاي اوليه و نهايي باشد،‌ در ضمن اين فرايند تمام انرژي خود را به الكترون منتقل مي‌كند و سپس از بين مي‌رود و اتم برانگيخته مي‌شود در غير اينصورت ، اگر انرژي آن برابر اختلاف انرژي بين تراز‌ها نباشد،‌ هيچ اتفاقي نمي‌افتد.

 



 اگر با هسته‌‌‌ي اتمي برخورد كند و اگر انرژي آن به حد كافي بالا باشد، ضمن توليد ماده،‌ از بين مي‌رود. در اين فرايند يك جفت الكترون-پوزيترون توليد مي‌شود كه توليد جفت ناميده مي‌شود.