www.initeh.ru

главная
контакты

 

Леонид Исаакович Мандельштам
1879—1944

Открытие комбинационного рассеяния света

В 1925 году, после прихода Л. И. Мандельштама в Московский университет, он, совместно с Г. С. Ландсбергом, приступил к экспериментам по, исследованию молекулярного рассеяния света в кристаллах с целью обнаружить указанный выше эффект.

Трудности были весьма велики. Надо было, прежде всего, надежно выделить слабое молекулярное рассеяние, «забиваемое» обычно сильным рассеянием света на дефектах структуры кристаллов. Здесь Г. С. Ландсберг применил остроумный прием. С повышением температуры растет скорость теплового движения атомов, молекул или ионов вещества, а это приводит к росту величины флуктуации. С ростом же величины флуктуации увеличивается интенсивность молекулярного рассеяния. Вместе с тем рассеяние на дефектах кристалла не зависит от температуры. Поэтому повышение температуры образца позволяет выделить молекулярное рассеяние в «чистом виде». Именно этот факт и предложил использовать Ландсберг.

Однако в МГУ не было спектральной аппаратуры, способной обнаружить малые изменения частоты, соответствующие эффекту Мандельштама—Бриллюэна. Мандельштам и Ландсберг пытались обойти это затруднение, используя довольно грубый спектрограф.

Как это ни удивительно, грубость аппаратуры сыграла положительную роль, приведя к открытию совершенно нового, важного явления — комбинационного рассеяния света. При комбинационном рассеянии, КР, возникают большие изменения частоты, на несколько порядков превышающие эффект Мандельштама—Бриллюэна. Чувствительная аппаратура, необходимая для наблюдения этого эффекта, оказалась бы слишком «деликатной» для обнаружения КР.

Российский физик Мандельштам. Схема эксперимента, в котором было обнаружено комбинационное рассеяние света в кристаллах / www.initeh.ru

Схема эксперимента, в котором было обнаружено комбинационное рассеяние света в кристаллах.
1 — ртутная лампа; 2, 3 — линзы; 4 — кристалл; 5 — спектрограф.

На верхнем рисунке изображена схема экспериментальной установки для исследования рассеяния света в кристаллах. В качестве источника света использовалась ртутная лампа, спектр которой состоит из ряда спектральных линий (нижний рисунок, а). В спектре света, рассеянного кристаллом кварца, около каждой яркой линии ртути было обнаружено появление дополнительных линий — спутников или, как их называют, сателлитов (нижний рисунок, б). Однако частоты, соответствующие этим линиям, отличались от частоты падающего света на гораздо, большую величину, чем это ожидалось по теории эффекта Мандельштама — Бриллюэна. Это новое явление получило название комбинационного рассеяния.

Российский физик Мандельштам. Спектр ртутной лампы и спектр рассеянного света / www.initeh.ru

Спектр ртутной лампы (а) и спектр рассеянного света (б).

Первые снимки спектров КР были получены в МГУ в 1927 году. Однако первое сообщение о сделанном открытии было отправлено в печать только 6 мая 1928 года. Задержка была вызвана необычайно высокой требовательностью Л. И. Мандельштама к уровню своих публикаций. Время ушло на проведение контрольных опытов, подтвердивших реальность наблюдаемого явления, и на нахождение правильного его объяснения. В результате этой задержки сообщение индийского физика Рамана об открытии аналогичного явления при рассеянии света в жидкостях опередило сообщение советских физиков на пару месяцев.

Большинством крупных физиков (Резерфорд, Борн и др.) было признано, что открытие комбинационного рассеяния сделано Ландсбергом и Мандельштамом в кристаллах и Раманом в жидкостях независимо друг от друга и практически одновременно. Однако в 1930 году Нобелевская премия за это открытие была присуждена одному Раману, что было явной несправедливостью.

По материалам книги
"Замечательные ученые"
под ред. С.П. Капицы

предыдущая / главная /  следующая страница

© Все права сохранены. Initeh.ru