诺贝尔奖与光学激光光谱剖析

1、诺贝尔奖与光学诺贝尔奖与光学Nobel Prize and OpticsNobel Prize and Optics激激光光光光谱谱Laser spectroscopists, photographed in front of Fudan Universitys physics building in Shanghai, China, to mark the International Conference on Lasers held there and in Beijing in 1980. Participants included, from left to right, Yu-Fen

2、 Li, Zhi-Ming Zhang, John Hall, George Temmer, Aram Mooradian, Herbert Walther, Richard Brewer, an unidentified scientist, and Fu-Ming Li.Phys. Today 60, 1, 49 (2007); /10.1063/1.2709559激光光谱激光光谱 光源与光光源与光谱谱 光谱光谱学学 传统光谱学的建立与发展 发射与吸收光谱 荧光光谱 激光光谱学 肖洛与激光光谱学肖洛与激光光谱学 激光诱导荧光光谱 双光子、多光子荧光光谱双光子

3、、多光子荧光光谱 拉拉曼散射光曼散射光谱谱光源与光谱光源与光谱 光源光源任何发光的物体任何发光的物体 单色光单色光 单一波长的光单一波长的光 非单色光非单色光 ：dI 代表波长在代表波长在到到d 的光强的光强i () = dI /d 代表单位波长区间的光强代表单位波长区间的光强谱线宽度谱线宽度光源与光谱光源与光谱连续光连续光谱谱线光谱线光谱白炽灯LED灯日光灯节能灯光谱学光谱学 光学的一个重要分支学科，主要研光学的一个重要分支学科，主要研究各种物质的光谱的产生及其与物究各种物质的光谱的产生及其与物质之间的相互作用质之间的相互作用 光谱是电磁辐射按照波长的有序排光谱是电磁辐射按照波长的有序排列。

4、不同原子或分子有不同的特征列。不同原子或分子有不同的特征光谱。利用物质对光波长的依赖关光谱。利用物质对光波长的依赖关系，可研究物质的内部结构系，可研究物质的内部结构光谱学光谱学 通过光谱的研究，可以得到原子、通过光谱的研究，可以得到原子、分子等的能级结构、能级寿命、电分子等的能级结构、能级寿命、电子的组态、分子的几何形状、化学子的组态、分子的几何形状、化学键的性质、反应动力学等多方面物键的性质、反应动力学等多方面物质结构的知识质结构的知识 光谱学技术不仅仅是一种科学工具，光谱学技术不仅仅是一种科学工具，在化学分析中它也提供了重要的定在化学分析中它也提供了重要的定性与定量的分析方法性与定量的分析

5、方法 16661666年牛顿年牛顿 太阳光通过玻璃棱镜分解为红光到紫光的各太阳光通过玻璃棱镜分解为红光到紫光的各种颜色，发现白光是由各种颜色的光组成的种颜色，发现白光是由各种颜色的光组成的- -光谱学的开始光谱学的开始传统光谱学的建立与发展传统光谱学的建立与发展Newtons experimental arrangement （from Voltaires Elments de la Philosophie de Newton, published in 1738）传统光谱学的建立与发展 18141814年德国物理学家年德国物理学家夫琅和费夫琅和费，在测试棱，在测试棱镜折射率时，首先发现了太阳

6、光谱的暗线镜折射率时，首先发现了太阳光谱的暗线( (太阳周围大气吸收内部的辐射，在连续光太阳周围大气吸收内部的辐射，在连续光谱的背景上呈现一条条黑的吸收线谱的背景上呈现一条条黑的吸收线) )。两年。两年中确定太阳光谱暗线近中确定太阳光谱暗线近600600条，用字母标识条，用字母标识它们位置，测出暗线对应的波长及相应的它们位置，测出暗线对应的波长及相应的吸收元吸收元素素 18531853年，瑞典物理学家年，瑞典物理学家埃斯特朗埃斯特朗观测到氢观测到氢原子光谱中的最强一条谱线，并首先采用原子光谱中的最强一条谱线，并首先采用1010-8-8cmcm作为波长的单位，命名为埃作为波长的单位，命名为埃(A

7、)(A)。还。还绘制出近百种元素的光谱绘制出近百种元素的光谱图。图。实用光谱学的建立 18591859年年, ,德国物理学家德国物理学家基尔霍夫基尔霍夫与德国化学与德国化学家家本生本生研制分光镜。发现了每种元素不仅研制分光镜。发现了每种元素不仅发射、同时也吸收自己特征谱线的光，建发射、同时也吸收自己特征谱线的光，建立了吸收光谱的基尔霍夫定立了吸收光谱的基尔霍夫定律。律。6.3645.6 ,5 ,4 ,3422BnnnB 18851885年，从事天文测量的瑞士科学家年，从事天文测量的瑞士科学家巴耳巴耳末末找到一个经验公式说明已知的氢原子谱找到一个经验公式说明已知的氢原子谱线的位置，这一组线称为巴

8、耳末系（可见线的位置，这一组线称为巴耳末系（可见光光H H、H H 、 H H、H H） 1722100968.14.6 ,5 ,4 ,3)121(1mBRnnRHH 18891889年，瑞典光谱学家年，瑞典光谱学家里德伯里德伯发现了许多发现了许多元素的线状光谱系，其中最为明显的为碱元素的线状光谱系，其中最为明显的为碱金属原子的光谱系，和氢原子的光谱一样，金属原子的光谱系，和氢原子的光谱一样，它们都能满足一个简单的公式：里德堡公它们都能满足一个简单的公式：里德堡公式（式（RH 为氢原子的里为氢原子的里德伯常数）。德伯常数）。 汤姆逊（汤姆逊（J.J. Thomson） 卢瑟福（卢瑟福（Erne

9、st Rutherford）原子模型原子模型 玻尔模型中，原玻尔模型中，原子的可能形态是不连子的可能形态是不连续的，因此各状态对续的，因此各状态对应的能量也是不连续应的能量也是不连续的。这些能量值叫做的。这些能量值叫做能级能级。能量最低的状。能量最低的状态为态为基态基态，其他状态，其他状态为为激发态激发态。原子处于。原子处于基态时最稳定，处于基态时最稳定，处于较高能级时会自发地较高能级时会自发地向较低能级向较低能级跃迁跃迁。E=E2-E1=hu u量子力学与光谱学的发展量子力学与光谱学的发展 18921892年，迈克耳孙就发现了巴耳末线年，迈克耳孙就发现了巴耳末线系中最强谱线实际上是由间隔系中

10、最强谱线实际上是由间隔0.140.14埃埃的两条谱线组成。这一现象直到的两条谱线组成。这一现象直到2020世世纪量子力学建成后，才利用电子的轨纪量子力学建成后，才利用电子的轨道的角动量与自旋角动量的结合获得道的角动量与自旋角动量的结合获得解释解释 19251925年，在解释碱金属光谱的测量结年，在解释碱金属光谱的测量结果时，荷兰裔美国物理学家乌伦贝克果时，荷兰裔美国物理学家乌伦贝克正式引入电子自旋的概念正式引入电子自旋的概念 发射光谱发射光谱 物质受到外界能量激发后而发射出的特征光物质受到外界能量激发后而发射出的特征光谱线谱线 原子发射光谱分析仪器示意图原子发射光谱分析仪器示意图发射光发射光谱

11、谱 吸收光谱吸收光谱 物质对光的选择性吸物质对光的选择性吸收收 原原子吸收光谱：原子中的电子选择性地吸子吸收光谱：原子中的电子选择性地吸收某些波长收某些波长(如太阳光谱中的暗线如太阳光谱中的暗线) 分分子吸收光谱：子吸收光谱：分子从一种能态改变为另一种能态时吸收分子从一种能态改变为另一种能态时吸收(或发射或发射)光谱。分为电子能级（光谱。分为电子能级（120eV)、 振动能级振动能级(0.051eV)、转动能级、转动能级(0.05eV)的的吸收。能级多而复杂。吸收。能级多而复杂。吸收光吸收光谱谱发射与吸收光发射与吸收光谱谱发射与吸收光谱发射与吸收光谱荧光光谱荧光光谱 用用波长较短的光照射到某种

12、物质，物质吸波长较短的光照射到某种物质，物质吸收光波后发出波长较长的光辐射（发射）收光波后发出波长较长的光辐射（发射）称为荧称为荧光光 荧荧光光谱分析光光谱分析 利用某种物质受光照射利用某种物质受光照射所产生的荧光的特性和强度，进行物质的所产生的荧光的特性和强度，进行物质的定性或定量分析定性或定量分析传统光谱分析法：放电管，加热炉等传统光谱分析法：放电管，加热炉等SpectrometerPhton detectorHigh voltageDischarge tubeRecorder用于光谱研究的装置包含：用于光谱研究的装置包含：光源（激光器、单色光源等）光源（激光器、单色光源等）收集光元件（透

13、镜等）收集光元件（透镜等）分光仪器（单色仪）分光仪器（单色仪）光学探测器（光电倍增管、光学探测器（光电倍增管、CCD）、）、记录设备（计算机、记录仪）等记录设备（计算机、记录仪）等传统光谱学的局限性传统光谱学的局限性 使用普通光源，要提高探测分辨率，需要增强使用普通光源，要提高探测分辨率，需要增强光源的单色性，但增强光源的单色性，又以降光源的单色性，但增强光源的单色性，又以降低光源的强度为代低光源的强度为代价，并价，并影响到探测的灵敏度。影响到探测的灵敏度。 在弱光辐射情况下，光谱中的许多非线性效应在弱光辐射情况下，光谱中的许多非线性效应表现不出来，包含物质结构深层次的信息被阻表现不出来，包含

14、物质结构深层次的信息被阻断。传统光谱学必须利用棱镜或光栅作为分光断。传统光谱学必须利用棱镜或光栅作为分光器件，而这些器件的分辨率受到一定的限制，器件，而这些器件的分辨率受到一定的限制，因而谱线的许多细节不能被观察因而谱线的许多细节不能被观察到。到。激光光谱学激光光谱学 激光光谱学激光光谱学用激光作为光源，在物用激光作为光源，在物质的吸收光谱、发射光谱、荧光光谱等质的吸收光谱、发射光谱、荧光光谱等研究中，利用激光单色性好、可调谐、研究中，利用激光单色性好、可调谐、超快等特性进行高灵敏度、高空间、高超快等特性进行高灵敏度、高空间、高时间分辨率的光谱研究。激光光谱学已时间分辨率的光谱研究。激光光谱学

15、已成为与物理学、化学、生物学及材料科成为与物理学、化学、生物学及材料科学等密切相关的研究领域学等密切相关的研究领域 人物人物获奖原因获奖原因 Bloemberge, （1920-）美国）美国Schawlow （1921-1999）美国）美国 1981年获诺贝尔物理奖年获诺贝尔物理奖for their contribution to the development of laser spectroscopy发展激光光谱学的贡献发展激光光谱学的贡献(布隆姆伯根主要贡献为非线布隆姆伯根主要贡献为非线性光学的奠基人，肖洛主要性光学的奠基人，肖洛主要为激光光谱学的奠基人）为激光光谱学的奠基人）布隆姆伯根

16、、肖洛的贡献 肖洛用激光打气球肖洛用激光打气球肖肖洛与激光光谱学洛与激光光谱学In the 1940s when Art was a graduate student at the University of Toronto, use high-resolution optical spectroscopy to measure nuclear properties from their effects on the spectra of atoms. The shifts and splittings of spectral lines from the interactions betwe

17、en electrons and nuclei were so small that they are known as hyperfine structures. To resolve them, we needed to build high resolution spectroscopic equipment. We also had to reduce the widths of the spectral lines from our light source.When the gas density is so low that collisions could be neglect

18、ed, the principal source of the line widths is the Doppler-broadening from the thermal motions of the atoms. 多普多普勒展宽勒展宽 多普勒效应：原子朝观测者运动，发光频多普勒效应：原子朝观测者运动，发光频率增大（蓝移）；率增大（蓝移）；原原子远离观子远离观测测者，者，发光发光频频率率减小减小（红移）（红移） 多普勒展宽：由于气体原子的速度有一定多普勒展宽：由于气体原子的速度有一定分布范围，导致发光谱线有一定的宽度：分布范围，导致发光谱线有一定的宽度：肖洛与激光光谱学肖洛与激光光谱学Thi

19、s Doppler width, as a fraction of the line frequency is of the order of V/c, where V is the atomic velocity and c is the velocity of light, or typically about 10-5. We were able to reduce it by a factor of ten or so, by using a roughly collimated beam of atoms, excited by an electron beam, and by ob

20、serving the emitted light from a direction perpendicular to the atomic beam. The hyperfine structures we sought could be resolved, but four hours exposure time on our photographic plates was required. It seemed that there really ought to be an easier method that would give still sharper spectral lin

21、es, and indeed a large part of our work in laser spectroscopy has been devoted to finding such methods. 肖洛与激光光谱学肖洛与激光光谱学A Carbide and Carbon Chemicals postdoctoral fellowship took Art to Columbia University to work with Charles H. Townes. What a marvelous place Columbia was then, under I.I. Rabis le

22、adership! There were no less than eight future Nobel laureates in the physics department during Arts two years there. Working with Charles Townes was particularly stimulating. Not only was he the leader in research on microwave spectroscopy, but he was extraordinarily effective in getting the best f

23、rom his students and colleagues. He would listen carefully to the confused beginnings of an idea, and join in developing whatever was worthwhile in it, without ever dominating the discussions. Best of all, he introduced Art to his youngest sister, Aurelia, who became Arts wife in 1951.肖洛与激光光谱学肖洛与激光光

24、谱学From 1951 to 1961, Art was a physicist at Bell Telephone Laboratories. There Arts research was mostly on superconductivity, with some studies of nuclear quadrupole resonance. On weekends Art worked with Charles Townes on our book Microwave Spectroscopy, which had been started while Art was at Colu

25、mbia and was published in 1955. In 1957 and 1958, while mainly still continuing experiments on superconductivity, Art worked with Charles Townes to see what would be needed to extend the principles of the maser to much shorter wavelengths, to make an optical maser or, as it is now known, a laser. Th

26、ereupon, Art began work on optical properties and spectra of solids which might be relevant to laser materials, and then on lasers.肖洛与激光光谱学肖洛与激光光谱学 Since 1961, Art have been a professor of physics at Stanford University and was chairman of the department of physics from 1966 to 1970. At Stanford, it

27、 has been a pleasure to do physics with an outstanding group of graduate students, occasional postdoctoral research associates and visitors. Most especially the interaction with Professor Theodor W. Hansch has been continually delightful and stimulating.肖洛与激光光谱学肖洛与激光光谱学Art embarked on a remarkable c

28、areer developing laser spectroscopy. With Ted Hnsch, a research associate from Germany and then a faculty member at Stanford from 1975 to 1986, Art co-invented an extremely precise form of optical spectroscopy, called saturation spectroscopy. Starting with iodine molecules and sodium atoms, they mov

29、ed on to the hydrogen atom to make the most precise measurement of the magnetic moment of the electron using Doppler-free two-photon spectroscopy.In 1975, Schawlow and Hnsch published their suggestion that laser light could cool free atoms to extremely low temperatures.肖洛与激光光谱学肖洛与激光光谱学 19551955年肖洛与汤

30、斯合著年肖洛与汤斯合著微波波谱学微波波谱学19611961年到斯坦福大学发展激光光谱技术年到斯坦福大学发展激光光谱技术高分辨率激光光谱学方面，创造多种新方法：高分辨率激光光谱学方面，创造多种新方法：饱和吸收光谱饱和吸收光谱(1971)(1971)、内调制荧光光谱、内调制荧光光谱(1972)(1972)、双光子光谱双光子光谱(1974)(1974)、激光识别光谱、激光识别光谱(1976)(1976)、偏、偏振光谱振光谱(1976)(1976)、两步偏振标识光谱、两步偏振标识光谱(1979)(1979)、光、光电流光谱电流光谱(1979)(1979)、偏振内调制激励光谱、偏振内调制激励光谱(198

31、1) (1981) 多普勒效应吸收多普勒效应吸收激光高分辨光谱激光高分辨光谱饱和吸收光谱测量饱和吸收光谱测量 H线的精细结构线的精细结构24000 MHz260 MHz400 KHzWidth-2kHz!激光吸收光谱激光吸收光谱 很高的光谱分辨率很高的光谱分辨率 极极高的探测灵敏度高的探测灵敏度 增大吸收长度增大吸收长度 光光谱功率密度高、功率稳定技术谱功率密度高、功率稳定技术 传统吸收光谱探测极限取决于探测器噪声和光传统吸收光谱探测极限取决于探测器噪声和光源强度涨落：源强度涨落：10-5I激光激光荧光荧光S0S1基态基态激发态激发态E=h激光激光荧光荧光激光荧光光激光荧光光谱谱优优点：点：激

32、光使吸收物体中相当数量的分子提激光使吸收物体中相当数量的分子提升到激发量子态，极大地提高了荧光光谱的升到激发量子态，极大地提高了荧光光谱的灵敏度灵敏度荧光光谱方法荧光光谱方法实验装置实验装置单单色仪色仪激光激光样品样品荧光荧光计计算算机机透镜透镜透镜透镜扫描平台扫描平台样品样品激激光光器器单单色仪色仪计计算算机机光纤光纤扫描平台扫描平台激光诱导荧光技术激光诱导荧光技术(LIF) 用波长与样品用波长与样品( (分子或原子分子或原子) )的吸收线相匹的吸收线相匹配的激光配的激光( (激发光激发光) )辐照样品，共振吸收后辐照样品，共振吸收后样品处于激发态，并快速向基态跃迁，发样品处于激发态，并快速

33、向基态跃迁，发出荧光辐射。可用此精确研究物质内部结出荧光辐射。可用此精确研究物质内部结构。构。 激光诱导荧光技术激光诱导荧光技术与一般发射光谱相比，特点与一般发射光谱相比，特点一般发射光谱一般发射光谱激光诱导荧光光谱激光诱导荧光光谱辐射的原子或分子处辐射的原子或分子处于密集的激发态，难于密集的激发态，难以分辨以分辨激光线宽窄，可选激光线宽窄，可选择特殊吸收线共振择特殊吸收线共振激发，有确定的振激发，有确定的振转能级。高灵敏度，转能级。高灵敏度，有效的空间、时间有效的空间、时间分辨率分辨率激光诱导荧光光谱测量装置激光诱导荧光光谱测量装置SpectrometerLaser beamLensReco

34、rder or computerSamplePhoto-detector分光计分光计光子探测器光子探测器LIF原理图：激发波长固定，分原理图：激发波长固定，分光计对荧光扫描，得到光谱光计对荧光扫描，得到光谱FluorescenceExcitationLower statesUpper state激发到共激发到共振能级振能级激光激发光谱原理图：激光激发光谱原理图：激发波长可调谐激发波长可调谐 (扫描扫描)，得到荧光谱，得到荧光谱FluorescenceExcitationUpper statesLower states双光子、多光子荧光光谱双光子、多光子荧光光谱可以获得单个光子所不能达到的激发态

35、，研可以获得单个光子所不能达到的激发态，研究不同激发态之间的跃迁究不同激发态之间的跃迁下能级下能级虚能级虚能级多光子激发荧光多光子激发荧光- -更高的空间分辨率更高的空间分辨率激光激光荧光荧光S S0 0S1基态基态激发态激发态三三光光子子激激发发双双光光子子激激发发单单光光子子激激发发(1) 吸收几率：吸收几率：双光子双光子单光子单光子三光子三光子双光子双光子(2) 非线性荧光光强：非线性荧光光强： 单光子：单光子： I 双光子双光子： I 2 三光子三光子： I 3( I : I : 激发光强即光功率密度，或者说单位时间单位面积的光子数激发光强即光功率密度，或者说单位时间单位面积的光子数。

36、)350 nm700 nm1050 nm多光子激发荧光多光子激发荧光 提高提高空间分辨率空间分辨率 增加探测深度增加探测深度-6-4-202460.00.81.0Intensityposition Intensity Intensity2 Intensity3激光光谱的应用激光光谱的应用激光光谱应用实例（激光微区光谱分析激光光谱应用实例（激光微区光谱分析SpectrometerDrilling laser beamAnalysis beamSample高亮度、高单色性高亮度、高单色性激光聚焦激发样品激光聚焦激发样品,并用另一束激光进并用另一束激光进行分析行分析激光光谱在医学中

37、的应用：激光光谱在医学中的应用：利用荧光光谱确定病变部位利用荧光光谱确定病变部位激光光谱的应用激光光谱的应用多光子解离多光子解离 多光子解离激光分离同位素多光子解离激光分离同位素散射光谱散射光谱通过介质的散射光谱。通过介质的散射光谱。瑞利散射：频率不变；瑞利散射：频率不变；拉曼散射：除了原有的频率外，还拉曼散射：除了原有的频率外，还有频率改变的光出现，光强很弱，有频率改变的光出现，光强很弱，但其频率、强度及偏振情况与散射但其频率、强度及偏振情况与散射物质中分子中振动能级相对应。可物质中分子中振动能级相对应。可以研究物质的结构及组成。以研究物质的结构及组成。激光拉曼光谱激光拉曼光谱人物人物获奖原

38、因获奖原因Raman（1888-1970）印度）印度1930年获奖年获奖for his work on the scattering of light and for the discovery of the effect named after him研究光的散射并发现以他名研究光的散射并发现以他名字命名的字命名的“拉曼效应拉曼效应” 拉曼的贡献拉曼的贡献拉拉曼生平曼生平 1888 年生；年生；16岁大学毕业岁大学毕业，19岁获岁获硕士学硕士学位；位； 因病，失因病，失去了去英国去了去英国某著某著名大学作博士论文的名大学作博士论文的机会机会。投。投考财政考财政部，部，被授予总会被授予总会计助

39、计助理的职务理的职务。同时在印同时在印度科学教育协度科学教育协会开展声学会开展声学和光学研和光学研究；究； 1917年加尔各答大学破例邀请他担任物理学教年加尔各答大学破例邀请他担任物理学教授。他仍授。他仍在印度在印度科学科学教育协会进行实验，不断教育协会进行实验，不断有学生、教师和访问学者到这里来向他学习、有学生、教师和访问学者到这里来向他学习、与他合作，逐渐形成了以他为核心的学术团与他合作，逐渐形成了以他为核心的学术团体；体； 1921年年，代，代表加尔各答大学去英国讲表加尔各答大学去英国讲学，在船学，在船上研究海水的颜色；上研究海水的颜色；拉曼生平拉曼生平 1921年开始探年开始探索索各种

40、各种透明媒质中光散射的透明媒质中光散射的规规律；律； 在在1928年年初得出初得出明确的结明确的结论，发现论，发现拉曼效拉曼效应；应； 1934年年，和，和其他学者一起创建了印度科学其他学者一起创建了印度科学院，并亲任院长院，并亲任院长。 1947年年，创，创建拉曼研究所建拉曼研究所。为发。为发展印度的展印度的科学事科学事业立业立下了丰功伟绩下了丰功伟绩。 1970年逝世，享年年逝世，享年82岁。岁。拉曼效拉曼效应的发现应的发现 瑞利说：瑞利说：“深海的蓝色并不是海水的颜色，只深海的蓝色并不是海水的颜色，只不过是天空蓝色被海水反射所致不过是天空蓝色被海水反射所致。” 拉曼在启程去英国时，行装里

41、准备了一套实验拉曼在启程去英国时，行装里准备了一套实验装装置观察海置观察海水自身的颜色。结水自身的颜色。结果看果看到的是比天到的是比天空还更深空还更深的蓝的蓝色。他又用光栅分析海水的颜色，色。他又用光栅分析海水的颜色，发现海水光谱的最大值比天空光谱的最大值更发现海水光谱的最大值比天空光谱的最大值更偏蓝。可见，海水的颜色并非由天空颜色引起偏蓝。可见，海水的颜色并非由天空颜色引起的的，而，而是海水本身的一种性质。拉曼认为这一是海水本身的一种性质。拉曼认为这一定是起因于水分子对光的散射。定是起因于水分子对光的散射。拉曼效应的发现拉曼效应的发现拉曼返回印度后，立即在科学教育协会开展一系列的实验和理论研

42、究，探索拉曼返回印度后，立即在科学教育协会开展一系列的实验和理论研究，探索各种各种透明媒透明媒质中质中光散射的规律光散射的规律。1923年年4月，他的学生之一拉玛纳桑月，他的学生之一拉玛纳桑（K.R.Ramanathan）第一次观察到了光散）第一次观察到了光散射中颜色改变的现象。实验是以太阳作光源，经紫色滤光片后照射盛有纯水射中颜色改变的现象。实验是以太阳作光源，经紫色滤光片后照射盛有纯水或纯酒精的烧瓶或纯酒精的烧瓶，然，然后从侧面观察，却出乎意料地观察到了很弱的绿色成份。后从侧面观察，却出乎意料地观察到了很弱的绿色成份。拉玛纳桑不理解这一现象，把它看成是由于杂质造成的二次辐射，和荧拉玛纳桑不

43、理解这一现象，把它看成是由于杂质造成的二次辐射，和荧光类光类似。因此，在论文中称之为似。因此，在论文中称之为“弱荧光弱荧光”。然而拉曼不相信这是杂质造成的现。然而拉曼不相信这是杂质造成的现象。如果真是杂质的荧光，在仔细提纯的样品中，应象。如果真是杂质的荧光，在仔细提纯的样品中，应该能该能消除这一效应消除这一效应。在以后的两年中，拉曼的另一名学生克利希南（在以后的两年中，拉曼的另一名学生克利希南（K.S.Krishnan）观测了经过提）观测了经过提纯的纯的65种液体的散射光，证种液体的散射光，证明都明都有类似的有类似的“弱荧光弱荧光”，而且他还发现，颜色，而且他还发现，颜色改变了的散射光是部分偏

44、振的。众所周知，荧光是一种自然光，不具偏振性。改变了的散射光是部分偏振的。众所周知，荧光是一种自然光，不具偏振性。由此证由此证明，明，这种波长变化的现象不是荧光效应这种波长变化的现象不是荧光效应。拉拉曼和他的学生们想了许多办法研究这一现象。他们试图把散射光拍成照片，曼和他的学生们想了许多办法研究这一现象。他们试图把散射光拍成照片，以便比以便比较，较，可惜没有成功。可惜没有成功。拉曼效应的发现拉曼效应的发现1924年拉曼到美国访问，正值不久前年拉曼到美国访问，正值不久前A.H.康普顿发现康普顿发现X射线散射射线散射后波长变长的效后波长变长的效应，应，而怀疑者正在挑起一场争论。拉曼显然从而怀疑者正

45、在挑起一场争论。拉曼显然从康普顿的发现得到了重要启示，后来他把自己的发现看成是康普顿的发现得到了重要启示，后来他把自己的发现看成是“康普顿效应的光学对应康普顿效应的光学对应”。他参照康普顿效应中的命名。他参照康普顿效应中的命名“变变线线”，把这种新辐射称为：，把这种新辐射称为：“变散射变散射”（modified scattering）。）。拉曼又进一步改进了滤光的方法，在蓝紫滤光片前再加一道铀拉曼又进一步改进了滤光的方法，在蓝紫滤光片前再加一道铀玻璃，使入射的太阳光只能通过更窄的波段，再用目玻璃，使入射的太阳光只能通过更窄的波段，再用目测分测分光镜光镜观察散射光，竟发现展现的光谱在变散射和不变的入射光之间，观察散射光，竟发现展现的光谱在变散射和不变的入射光之间，隔有一道暗区隔有一道暗区。就。就在在1928年年2月月28日下午，拉曼决定采日下午，拉曼决定采用单用单色色光作光源，做了一个非常