光子与自由电子间的康普顿散射,是十分重要的天体物理过程.碰撞后光子和电子的能量都将发生改变,与经典的汤姆逊散射不同.特别是对X射线和γ射线光子,单次散射就能造成其能量的显著改变.故康普顿散射在X射线天文学中尤其有重要的意义.该文第一章即引言部分简单列举了康普顿散射在天体物理中的常见应用,并将它们归结为三类:(1)辐射场与热电子气间的康普顿散射,即热康普顿化,主要改变辐射场频谱分布与热电子气温度;(2)极端相对论电子的康普顿散射,即逆康普顿散射;(3)强磁场中的康普顿散射,又称磁康普顿散射.该文第二章计算了天体物理中一些常见X射线辐射谱形的康普顿软化.该文第三章指出,随着观测数据的逐步积累,盘发射线模型遇到了越来越多的困难.基于第二章的计算,该文提出了两成分的康普顿软化模型.该文第四章用半经典量子理论处理了强磁场中的康普顿散射.首先写出强磁场中自由电子的薛定谔方程,给出了定态能级和定态波函数.该文第五章首先计算了单个相对论电子的磁逆康普顿散射谱.再假定电子幂律能谱分布,给出相对论电子系集体的磁康普顿辐射的谱发射率公式.详细计算了入射辐射场是幂律谱和黑体形状谱时的情形,导出了一些解析结果:(1)谱存在高频截止;(2)主要辐射频段的谱近似为一幂律谱,谱指数比民子幂律能谱指数大1;(3)低频段出现例转,谱指数近似为-1.半定量的分析表明,这是磁康普顿辐射谱的普遍特性.