Реферат: Комбінаційне і мандельштам-бріллюенівське розсіювання світла

Міністерство освіти і науки України

Ужгородський національний університет

Кафедра німецької філології

Реферат

прочитаної німецькою мовою

літератури з фаху (фізика напівпровідників і діелектриків)

на тему:

„КОМБІНАЦІЙНЕ І МАНДЕЛЬШТАМ-БРІЛЛЮЕНІВСЬКЕ РОЗСІЮВАННЯ СВІТЛА”

аспіранта

кафедри фізики напівпровідників,

фізичного факультету

БІЛАНИЧА РОСТИСЛАВА МИХАЙЛОВИЧА

Ужгород – 2009

Зміст

Вступ. 3

1. Комбінаційне розсіювання світла. 4

2. Квантово-механічний розгляд КРС.. 6

3. Мандельштам-бріллюенівське розсіювання світла. 9

Resümee. 13

Cписок використаних німецькомовних джерел. 15

Cловник термінів. 16

Вступ

Метою даного реферату є огляд і аналіз основних німецькомовних джерел на тему комбінаційного і мандельштам-бріллюенівського розсіювання світла.

Розсіюванням світла називається явище, яке полягає в тому, що взаємодія середовища зі світловим пучком приводить до появи електромагнітного випромінювання того ж чи іншого спектрального складу в напрямках, що відрізняються від первинного. Воно обумовлене неоднорідністю середовища і взаємодією світла з частинками речовини, при якій міняються просторовий розподіл інтенсивності, частотний спектр і поляризація світла.

Розсіювання так як і дифракція світла залежить від розмірів неоднорідностей і довжини хвилі. Але дифракція зумовлена інтерференцією вторинних хвиль, які утворюються на неоднорідностях, а розсіювання – додаванням хвиль, які виникають при збудженні вимушених коливань електронів у неоднорідностях під дією світла.

Розрізняють два основних види таких неоднорідностей. Перший – дрібні частинки у прозорій речовині. Такі середовища є мутними. Це дим, тверді частинки в газі, туман (крапельки води в газі), емульсії. Явище розсіювання в мутних середовищах називається явищем Тіндаля. Другий – оптичні неоднорідності, які виникають у чистій речовині через статистичне відхилення молекул від рівномірного розподілу (флуктуації густини). Таке розсіювання називають молекулярним.

По розсіюванню світла вивчають будову молекул твердих і газоподібних тіл, рідин, досліджують пружні і фотопрожні константи середовища, перевіряють якість оптичних волокон і багато іншого [4].

1. Комбінаційне розсіювання світла

У 1918 р. Л.І. Мандельштам передбачив розщеплення лінії релеївського розсіювання внаслідок розсіювання світла на теплових акустичних хвилях. Починаючи з 1926 р., Мандельштам і Ландсберг розгорнули в Московському державному університеті експериментальне вивчення молекулярного розсіювання світла в кристалах, переслідуючи мету знайти тонку структуру в спектрі розсіювання, викликану модуляцією розсіяного світла пружними тепловими хвилями, частоти яких лежать в акустичному діапазоні (продовження досліджень феномена, нині іменованого розсіюванням Мандельштама-Бріллюена). У результаті цих досліджень 21 лютого 1928 р. Ландсберг і Мандельштам знайшли ефект комбінаційного розсіювання світла (вони зареєстрували нові лінії спектра, що виникли в результаті модуляції розсіяного світла коливаннями атомів в оптичному діапазоні частот). Про своє відкриття вони повідомили на колоквіумі від 27 квітня 1928 р. і опублікували відповідні наукові результати в радянському і двох німецьких журналах.

У тому ж 1928 р. індійські вчені Ч.В. Раман і К.С. Крішнан (в Університеті Калькутти, Індія) шукали комптонову компоненту розсіяного сонячного світла в рідинах і парах, припускаючи, що існує оптичний аналог ефекту Компотна. Зненацька для себе вони знайшли явище комбінаційного розсіювання світла. За словами Рамана: „Лінії спектра нового випромінювання вперше спостерігались 28 лютого 1928 року”. Таким чином, комбінаційне розсіювання світла індійські фізики вперше спостерігали на тиждень пізніше, ніж Ландсберг і Мандельштам у МДУ.

Проте, Нобелівська премія по фізиці 1930 року була присвоєна лише Раману „за його роботи з розсіювання світла і за відкриття ефекту, названого по його імені”. З тих пір комбінаційне розсіювання світла в іноземній літературі зветься „ефект Рамана”.

Французькі фізики Рокар, Кабанн і Дор ще в 1925 році у своїх дослідженнях шукали комбінаційне розсіювання світла в газах, але не знайшли його. Їм тоді не удалося зареєструвати світло малої інтенсивності.

Хоча сам Раман не відразу зрозумів, що саме він відкрив, проте він встиг опублікувати свої результати до публікації робіт Мандельштама і Ландсберга. Тому в англомовній літературі розглянутий феномен зветься „ефект Рамана” (Raman effect) чи „раманівське розсіювання” (Raman scatterіng).

У російськомовній науковій літературі, слідом за класиками молекулярного розсіювання світла Ландсбергом, Мандельштамом, Фабелінським і багатьма іншими радянськими вченими, дане явище традиційно називається „комбінаційним розсіюванням світла”. І незважаючи на те, що термін „комбінаційне розсіювання” вживається тільки російськомовними вченими й у російськомовних підручниках, таке положення навряд чи зміниться, оскільки опір несправедливому рішенню нобелівського комітету від 1930 року дотепер дуже великий.

Класичний розгляд комбінаційного розсіювання світла (КРС)

Якщо на середовище падає електромагнітна хвиля c частотою ν0 і електричним вектором, то під дією цієї хвилі в системі індукується дипольний момент (1.1), де – тензор поляризуємості системи. Важливим є той факт, що поляризуємість молекули (кристала) періодично міняється в часі з частотами власних коливань молекули (кристала), оскільки поляризуємість у визначений момент часу залежить від відповідного цьому моменту розташування атомів один відносно одного [3]. Таким чином, поляризуємість є функцією координат атомів молекули (кристала), що періодично міняються з частотами власних коливань системи [1, 3]:

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--