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拉曼效應


1930年諾貝爾物理學獎——拉曼效應
    1930年諾貝爾物理學獎授予印度加爾各答大學的拉曼(SirChandrasekhara Venkata Raman,1888——1970),以表彰他研究了光的散射和發現了以他的名字命名的定律,為現在拉曼光譜儀等先進儀器的生產奠定了基礎。
    在光的散射現象中有一特殊效應,和X射線散射的康普頓效應類似,光的頻率在散射後會發生變化。頻率的變化決定於散射物質的特性。這就是拉曼效應,是拉曼在研究光的散射過程中於1928年發現的。在拉曼和他的合作者宣布發現這一效應之後幾個月,蘇聯的蘭茲伯格(G.Landsberg)和曼德爾斯坦(L.Mandelstam)也獨立地發現了這一效應,他們稱之為聯合散射。拉曼光譜是入射光子和分子相碰撞時,分子的振動能量或轉動能量和光子能量疊加的結果,利用拉曼光譜可以把處於紅外區的分子能譜轉移到可見光區來觀測。因此拉曼光譜儀充分利用這一原理實現功能。
    拉曼和他的學生們想了許多辦法研究光散射這一現象。他們試圖把散射光拍成照片,以便比較,可惜沒有成功。他們用互補的濾光片,用大望遠鏡的目鏡配短焦距透鏡將太陽聚焦,試驗樣品由液體擴展到固體,堅持進行各種試驗。
與此同時,拉曼也在追尋理論上的解釋。他參照康普頓效應中的命名“變線”,把這種新輻射稱為:“變散射”(modified scattering)。拉曼又進一步改進了濾光的方法,  在藍紫濾光片前再加一道鈾玻璃,使入射的太陽光隻能通過更窄的波段,再用目測分光鏡觀察散射光,竟發現展現的光譜在變散射和不變的入射光之間,隔有一道暗區,為拉曼光譜儀等儀器的發明創造了實際和理論條件。
    就在1928年2月28日下午,拉曼決定采用單色光作光源,做了一個非常漂亮的有判決意義的實驗。他從目測分光鏡看散射光,看到在藍光和綠光的區域裏,有兩根以上的尖銳亮線。每一條入射譜線都有相應的變散射線。一般情況,變散射線的頻率比入射線低,偶而也觀察到比入射線頻率高的散射線,但強度更弱些。
    不久,人們開始把這一種新發現的現象稱為拉曼效應。1930年,美國光譜學家武德(R.W.Wood)對頻率變低的變散射線取名為斯托克斯線;頻率變高的為反斯托克斯線。由此,拉曼效應正式形成,並應用於科研方麵,相繼生產出了拉曼光譜儀等一係列拉曼光譜產品。

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