什么是拉曼效應(yīng)


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1921年的一天,在風(fēng)平浪靜的地中海上,一艘客輪正平穩(wěn)地向印度駛?cè)?,一位年輕的印度母親領(lǐng)著一個(gè)八九歲的小男孩在光潔如鏡的甲板上散步,孩子倚在欄桿旁,望著蔚藍(lán)的大海不停地發(fā)問(wèn):“媽媽,這是什么海呀?”

什么是拉曼效應(yīng)

“這是地中海?!?br>

什么是拉曼效應(yīng)

“為什么海水是藍(lán)色的?”

什么是拉曼效應(yīng)

“這個(gè)……媽媽也不知道?!?/p>

母子的談話吸引了一位年輕的印度人,他走了過(guò)來(lái),撫摸著男孩子的頭說(shuō)道:“大海之所以是藍(lán)色,是因?yàn)樗瓷淞颂炜盏念伾??!?/p>

男孩眨著聰慧的眼睛,不再發(fā)問(wèn)了。而這個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題卻象一塊大石頭壓在了這個(gè)年輕人的心頭,他下決心要解決這個(gè)問(wèn)題。這個(gè)年輕人就是印度著名物理學(xué)家錢(qián)德拉塞卡拉·文卡塔·拉曼。

1888年11月7日,拉曼出生在印度南部的蒂魯吉拉伯利,他的家庭屬于印度婆羅門(mén)教。他自幼聰明好學(xué),16歲時(shí)就獲得了理學(xué)學(xué)士學(xué)位,1907年,他19歲時(shí)獲得了碩士學(xué)位。本來(lái)他打算赴英留學(xué),但因身體不好而未能前往。這樣,他來(lái)到了當(dāng)時(shí)印度政治、經(jīng)濟(jì)、文化的中心加爾各答,在印度財(cái)政部任總會(huì)計(jì)助理,在這里,他整整工作了10年。

在加爾各答期間,拉曼一面工作,一面從事業(yè)余科學(xué)研究,這時(shí)他主要研究聲學(xué)和振動(dòng)理論。1917年的一天,一個(gè)偶然的機(jī)會(huì),拉曼結(jié)識(shí)了加爾各答大學(xué)的副校長(zhǎng)穆柯伊爵士。這位副校長(zhǎng)十分賞識(shí)拉曼的才華,便邀請(qǐng)他到加爾各答大學(xué)任教。拉曼欣然接受了邀請(qǐng),被加爾各答大學(xué)理學(xué)院聘請(qǐng)為物理學(xué)教授,拉曼的事業(yè)從此掀開(kāi)了嶄新的一頁(yè)。

在這里,拉曼全身心地投入科學(xué)研究中,很快就取得了出色的研究成果,引起了英國(guó)科學(xué)界的注意。1921年,拉曼代表加爾各答大學(xué),出席了在牛津召開(kāi)的英帝國(guó)大學(xué)會(huì)議,他在會(huì)上所作的科研報(bào)告,受到了聽(tīng)眾們的一致好評(píng)。在回國(guó)的途中,他邂逅了那對(duì)印度母子,小男孩提出的簡(jiǎn)單問(wèn)題又把拉曼引到了另一條研究道路上。

回到加爾各答后,拉曼開(kāi)始研究海水呈現(xiàn)藍(lán)色的課題。他首先翻閱了大量資料,發(fā)現(xiàn)他對(duì)小男孩做出的解釋是由英國(guó)科學(xué)家瑞利勛爵提出的。拉曼認(rèn)為瑞利勛爵的提法不可信,他決定自已研究這個(gè)問(wèn)題。

拉曼從瑞利勛爵的理論中得到啟發(fā),既然瑞利勛爵能用太陽(yáng)光被大氣分子散射的理論解釋了天空的顏色,那么,水分子對(duì)太陽(yáng)光是否也會(huì)產(chǎn)生散射呢?拉曼以此為突破口,通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn),運(yùn)用細(xì)致的分析,證明了水分子對(duì)光線的散射使海水呈現(xiàn)顏色,拉曼的這一研究成果發(fā)表在1922年的《英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)報(bào)》上。

此后,拉曼的研究深入到了分子和光線散射相互作用的前沿。他觀察光線穿過(guò)凈水、冰塊及其它材料時(shí)的散射現(xiàn)象,取得了充分的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。1923年,他又和助手一起在研究光被其它物質(zhì)散射時(shí),發(fā)現(xiàn)無(wú)論在固體、液體還是汽體中,都有一種普遍存在的光散射效應(yīng),即單色光被分子散射后頻率將發(fā)生改變的現(xiàn)象,這種效應(yīng)被稱為并合散射效應(yīng)或拉曼效應(yīng)。

1928年2月,拉曼把這一研究成果發(fā)表在英國(guó)《自然》雜志上。拉曼效應(yīng)對(duì)于研究分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)分析都是非常重要的。為此,拉曼獲1930年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)金。這是印度人,也是亞洲人第一次被授予這項(xiàng)科學(xué)獎(jiǎng)金。

1933年,拉曼離開(kāi)加爾各答,來(lái)到印度南部重鎮(zhèn)班加羅爾,擔(dān)任印度科學(xué)學(xué)院院長(zhǎng)兼物理部主任。他發(fā)起創(chuàng)建了印度科學(xué)院,創(chuàng)立了“印度科學(xué)會(huì)議”制度,創(chuàng)辦了印度第一份物理專業(yè)學(xué)刊《印度物理雜志》,建立了拉曼科學(xué)研究所。為在落后的祖國(guó)綻開(kāi)科學(xué)之花,拉曼耗費(fèi)了大量的時(shí)間和精力。他還十分重視人才的培養(yǎng),在他的指導(dǎo)和幫助下,一大批印度物理學(xué)家迅速成長(zhǎng)起來(lái),成為國(guó)際物理學(xué)界一支不可忽視的力量。

1970年10日,這位偉大的印度科學(xué)家與世長(zhǎng)辭,終年82歲。

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