拉曼：探索蓝色大海的奥秘（下）

这篇文章之后是“拉曼:探索蓝色海洋的奥秘(第一部分)”

1922年，《皇家学会杂志》发表了一篇由拉曼撰写的论文。本文详细分析了水分子散射光使海水呈现蓝色的原理。阳光由红色、橙色、黄色、绿色、绿色、蓝色和紫色组成。从红光到紫光，波长从长到短递减。其中，波长较长的红光、橙光和黄光穿透性强，最容易被水分子吸收。波长较短的蓝光穿透力较弱，遇到纯海水时最容易被水分子散射，这才是蓝色海洋的真正奥秘。在文章的最后，瑞利关于蓝天的结论是正确的，但是他关于蓝色海水的解释是不合理的。

瑞利(网络图)探索蓝天之谜

拉曼最终用他的行动告诉世界，欧洲人可能不能做事情，但印度人也能做事情。

让拉曼更加兴奋和高兴的是，他在实验中发现，光散射这一课题的研究意义远远超出了课题本身:它有可能将光学带入物理化学的深刻领域。这个信念对拉曼后来的工作有两个影响:一是把光的散射视为加尔各答大学科学研究活动的主题之一；第二是通过各种精细的实验来研究光的散射，并将其总结成一种物理现象。

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在接下来的五年里，拉曼和他的助手们全力以赴研究光通过固体、液体和气体物质时的散射现象。在实验中，他们改变了光源、透镜、探测器等。很多次只是为了证明数据的准确性。

1928年2月28日下午，拉曼和他的助手做了一个在光学上有重大意义的实验。他从视觉分光镜上看到，在蓝色和绿色的光区有两条以上清晰的亮线。这两条线的波长低于入射光的频率。基于之前的实验，拉曼得出结论，当光照射到样品表面时，物质中的分子吸收部分能量，以不同的方式和程度振动，然后以较低的频率散射光。

拉曼实验图(网络图)

半个月后，3月16日，拉曼在南印度科学协会的成立大会上发表了题为“新辐射”的报告。报告详细描述了实验过程和理论解释。不久，英国物理学家普林瑟姆提出将拉曼关于光散射的结论称为“拉曼效应”。这个术语很快被世界各地的科学家所接受。

一块石头激起千层浪。拉曼效应在全世界范围内传播，引起了国际科学界的高度评价和极大关注。英国皇家科学家称之为“20世纪20年代三四项最杰出的实验物理学发现之一”(今日科学杂志)，而美国光谱学权威伍德认为“拉曼教授为分子结构的研究开辟了一个全新的领域……”从1928年到1937年，全世界发表了1785篇关于拉曼效应的论文，成功地研究了2500多种化合物。

拉曼效应的发现不仅为研究物理结构提供了一种有效的方法，而且为全世界的科学研究开辟了一条新的途径。拉曼因此获得了1930年诺贝尔物理学奖，成为第一个获得诺贝尔科学奖的亚洲人。据说这个奖项的消息是由加尔各答的一家通讯社通过电话宣布的。那时，拉曼正专注于实验室的工作。接到电话后，他的学生们冲进实验室，兴奋地报道了这个消息。拉曼的反应很平静，他只问了一句话:“这是给我的，还是我必须和陌生人分享？”

也许，他的思维已经像镜子一样跳到了地中海的高度，他正在用尼科尔棱镜观察蓝色的大海...

拉曼图像(网络图)

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[人物档案]

印度物理学家拉曼(1888-1970)因其在光散射和拉曼效应发现方面的研究工作而获得1930年诺贝尔物理学奖。他是第一位获得诺贝尔物理学奖的亚洲科学家。他也是一名教育家，从事研究生的培养，并把许多优秀的人才送到印度的许多重要岗位上。1934年，拉曼和其他学者建立了印度科学院，并成为其自己的主席。

[笔记]

1.赖利(1841919):英国物理学家，他是世界上第一个科学解释为什么天空是蓝色的人。他原名约翰·威廉·斯特拉特，被尊为莱利三世男爵。1892年，瑞利通过密度测量发现了第一种惰性气体——氩气。1904年，他因发明瑞利散射获得诺贝尔物理学奖。

2.光的散射:在光传播的过程中，光会不断遇到障碍物。当障碍物的大小和波长相似时，障碍物会有选择地透射光，从而偏转其他光的传播方向，就像三棱镜可以散射光一样。这种现象被称为光散射。

3.尼科尔棱镜:一种由光的全反射原理和晶体的双折射原理制成的偏振仪器。

[参考]

1.论文“拉曼效应的发现”来源于李主编的《大气化学》，1992年8月。

2.拉曼光谱，科学出版社，1983。

3.论文《拉曼，一位本土科学家》，王大明、郭振华主编。