1930年诺贝尔物理学奖——拉曼效应
Raman(拉曼)光谱原理和图解
光散射 - 瑞利散射
• 散射光中，弹性 (瑞利) 散射占主导 • 前… 后…
入射光 分子 分子
散射光
• 散射光与入射光有相同的频率
emission
excitation
光散射 - 拉曼
• 散射光中的1010光子之一是非弹性散射（拉曼） • 前… 后…
入射光 分子 分子振动
散射光
• 光损失能量，使分子振动
采用Leica显微镜 优势 4： 采用Leica显微镜
Ÿ 高热稳定性和机械稳定性 Ÿ 目镜：Leica 原配，符合欧洲及北美等安全标准。好处是 a. 高分辨，大视野，可方便、准确地寻找微米 级样品：如矿物包 裹体等，以及低反差样品；b. 可安全地观察激光焦点，以确认 激光焦点是否聚焦在微米颗粒上。 Ÿ 同时配有摄像机：彩色，高分辨，可观察激光焦点，不饱和 ，提供图像采集卡及软件，可在计算机上存储白光照片，无需 照相机。 Ÿ 照明光源：Leica原配，确保质量。
perpendicular
polarization of Raman peak
拉曼偏振
width of Raman peak
拉曼峰宽
quality of crystal
晶体质量
intensity of Raman peak
拉曼峰强度
amount of material
物质总量
拉曼光谱的特点和主要困难
高灵敏度
优势 1. 高灵敏度：
Ÿ 灵敏度远高于其它同类拉曼谱仪 检验标准：硅三阶峰（约在1440 cm-1）的信噪比≧10:1，检测 条件为：激光输出功率20mW，波长514.5nm，狭缝宽度50微米 ，曝光时间60秒，累加次数5次，binning为1或2，光栅为1800刻 线。显微镜头为 X50常规镜头。
历年诺贝尔物理学奖
历年诺贝尔物理学奖1901-19101901年诺贝尔物理学奖—— X射线的发现1902年诺贝尔物理学奖——塞曼效应的发现和研究1903年诺贝尔物理学奖——放射形的发现和研究1904年诺贝尔物理学奖——氩的发现1905年诺贝尔物理学奖——阴极射线的研究1906年诺贝尔物理学奖——气体导电1907年诺贝尔物理学奖——光学精密计量和光谱学研究1908年诺贝尔物理学奖——照片彩色重现1909年诺贝尔物理学奖——无线电报1910年诺贝尔物理学奖——气夜状态方程1911-19201911年诺贝尔物理学奖——热辐射定律的发现1912年诺贝尔物理学奖——航标灯自动调节器1913年诺贝尔物理学奖——低温物质的特性1914年诺贝尔物理学奖——晶体的X射线衍射1915年诺贝尔物理学奖—— X射线晶体结构分析1916年诺贝尔物理学奖——未授奖1917年诺贝尔物理学奖——元素的标识X辐射1918年诺贝尔物理学奖——能量级的发现1919年诺贝尔物理学奖——斯塔克效应的发现1920年诺贝尔物理学奖——合金的反常特性1921-19301921年诺贝尔物理学奖——对理论物理学的贡献1922年诺贝尔物理学奖——原子结构和原子光谱1923年诺贝尔物理学奖——基本电荷和光电效应实验1924年诺贝尔物理学奖—— X射线光谱学1925年诺贝尔物理学奖——弗兰克-赫兹实验1926年诺贝尔物理学奖——物质结构的不连续性1927年诺贝尔物理学奖——康普顿效应和威尔逊云室1928年诺贝尔物理学奖——热电子发射定律1929年诺贝尔物理学奖——电子的波动性1930年诺贝尔物理学奖——拉曼效应1931-19401931年诺贝尔物理学奖——未授奖1932年诺贝尔物理学奖——量子力学的创立1933年诺贝尔物理学奖——原子理论的新形式1934年诺贝尔物理学奖——未授奖1935年诺贝尔物理学奖——中子的发现1936年诺贝尔物理学奖——宇宙辐射和正电子的发现1937年诺贝尔物理学奖——电子衍射1938年诺贝尔物理学奖——中子辐照产生新放射性元素1939年诺贝尔物理学奖——回旋加速器的发明1940年诺贝尔物理学奖——未授奖1941-19501941年诺贝尔物理学奖——未授奖1942年诺贝尔物理学奖——未授奖1943年诺贝尔物理学奖——分子束方法和质子磁矩1944年诺贝尔物理学奖——原子核的磁特性1945年诺贝尔物理学奖——泡利不相容原理1946年诺贝尔物理学奖——高压物理学1947年诺贝尔物理学奖——电离层的研究v1948年诺贝尔物理学奖——云室方法的改进1949年诺贝尔物理学奖——预言介子的存在1950年诺贝尔物理学奖——核乳胶的发明1951-19601951年诺贝尔物理学奖——人工加速带电粒1952年诺贝尔物理学奖——核磁共振1953年诺贝尔物理学奖——相称显微法1954年诺贝尔物理学奖——波函数的统计解释和用符合法作出的发现1955年诺贝尔物理学奖——兰姆位移与电子磁矩1956年诺贝尔物理学奖——晶体管的发明1957年诺贝尔物理学奖——宇称守恒定律的破坏1958年诺贝尔物理学奖——切连科夫效应的发现和解释1959年诺贝尔物理学奖——反质子的发现1960年诺贝尔物理学奖——泡室的发明1961-19701961年诺贝尔物理学奖——核子结构和穆斯堡尔效应1962年诺贝尔物理学奖——凝聚态理论1963年诺贝尔物理学奖——原子核理论和对称性原理1964年诺贝尔物理学奖——微波激射器和激光器的发明1965年诺贝尔物理学奖——量子电动力学的发展1966年诺贝尔物理学奖——光磁共振方法1967年诺贝尔物理学奖——恒星能量的生成1968年诺贝尔物理学奖——共振态的发现1969年诺贝尔物理学奖——基本粒子及其相互作用的分类1970年诺贝尔物理学奖——磁流体动力学和新的磁性理论1971-19801971年诺贝尔物理学奖——全息术的发明1972年诺贝尔物理学奖——超导电性理论1973年诺贝尔物理学奖——隧道现象和约瑟夫森效应的发现1974年诺贝尔物理学奖——射电天文学的先驱性工作1975年诺贝尔物理学奖——原子核理论1976年诺贝尔物理学奖—— J/?粒子的发展1977年诺贝尔物理学奖——电子结构理论1978年诺贝尔物理学奖——低温研究和宇宙背景辐射1979年诺贝尔物理学奖——弱电统一理论1980年诺贝尔物理学奖—— C_P破坏的发现1981-19901981年诺贝尔物理学奖——激光光谱学与电子能谱学1982年诺贝尔物理学奖——相变理论1983年诺贝尔物理学奖——天体物理学的成就1984年诺贝尔物理学奖—— W±和Z?粒子的发现1985年诺贝尔物理学奖——量子霍尔效应1986年诺贝尔物理学奖——电子显微镜与扫描隧道显微镜1987年诺贝尔物理学奖——高温超导电性1988年诺贝尔物理学奖——中微子的研究1989年诺贝尔物理学奖——原子钟和离子捕集技术1990年诺贝尔物理学奖——核子的深度非弹性散射1991-20011991年诺贝尔物理学奖——液晶和聚合物1992年诺贝尔物理学奖——多斯正比室的发明1993年诺贝尔物理学奖——新型脉冲星1994年诺贝尔物理学奖——中子谱学和中子衍射技术1995年诺贝尔物理学奖——中微子和重轻子的发现1996年诺贝尔物理学奖——发现氦-3中的超流动性1997年诺贝尔物理学奖——激光冷却和陷俘原子1998年诺贝尔物理学奖——分数量子霍耳效应的发现1999年诺贝尔物理学奖——亚原子粒子之间电弱相互作用的量子结构2000年诺贝尔物理学奖——半导体研究的突破性进展2001年诺贝尔物理学奖——玻色爱因斯坦冷凝态的研究。
诺贝尔物理学奖大全1901至2005
1903 贝克勒耳
法 1896年发现天然放
(A.H.Becquerel)
射性
(P皮. C埃ur尔i•e居) 里
法 对天然放射性现象 的研究
居里夫人 (M.S.Curie)
法籍 同上(夫妇共同) (波)
3
时间 获奖者
国籍 研究成果
1904 瑞利
英 气体密度的研究以
(J.Rayleigh)
及与此有关的氩的
国籍 研究成果
1969盖尔曼 (M.Gell-Mann)
美 基本粒子分类和相 互作用,1964年提出 夸克模型
1970阿尔芬 (H.O.G.Alfvé n)
瑞典 等离子体物理和磁 流体动力学的基本 研究和发现
尼尔(L.E.F.Né el) 法
反铁磁性和铁氧体 磁性的基本研究和
发现
37
时间 获奖者 1971 伽伯(D.Gabor)
现π介子
用人工加速粒子进行 核蜕变工作
同上
24
时间 获奖者
国籍 研究成果
1952 布洛赫(F.bloch) 美
珀塞尔
美
(E.M.Purcell)
1953 泽尼克
荷
(F.Zernicke)
在核磁共振精密 测量方法上的发 展及有关发现 同上
发现相差衬托法 并发明相衬显微 镜
25
时间 获奖者
国籍 研究成果
è)
(意) 子
张伯伦
美 同上
(O.Chamberlain)
1960 格拉泽 (D.A.Glaser)
美 发明气泡室
31
时间 获奖者
国籍 研究成果
1961 霍夫斯塔特
美
(R.Hofstadter)
1901至今历届诺贝尔物理学奖得主及小故事
目录1901-1950 (1)1951-1980 (4)1981-2000 (7)2001-2010 (8)2011-2020 (10)2021 (12)独享还是共享？ (13)人选空缺怎么办？ (13)最年轻和最年长的获奖者 (13)史上获两次诺贝尔物理学奖的人 (14)获得诺贝尔物理学奖的华人科学家 (14)作为根据诺贝尔遗嘱设立的五大奖项之一，物理学奖被授予“在物理学领域作出最重要发现或发明的人”，与其他诺贝尔奖相比，物理学奖的荐举和甄选过程更长、更缜密。
诺贝尔物理学奖规则规定，获奖者的贡献必须“已经受时间的考验”。
这意味着诺贝尔委员会往往会在科学发现的数十年以后才会为此颁发奖项。
自1901年设立至今，诺贝尔物理学奖已走过百年历程，记录了物理学发展史上的无数个里程碑，已成为人类文明不可分割的一部分。
1901-19501、1901年：威尔姆·康拉德·伦琴（德国）发现X射线2、1902年：亨德瑞克·安图恩·洛伦兹（荷兰）、塞曼（荷兰）关于磁场对辐射现象影响的研究3、1903年：安东尼·亨利·贝克勒尔（法国）发现天然放射性；皮埃尔·居里（法国）、玛丽·居里（波兰裔法国人）发现并研究放射性元素钋和镭4、1904年：瑞利（英国）气体密度的研究和发现氩5、1905年：伦纳德（德国）关于阴极射线的研究6、1906年：约瑟夫·汤姆生（英国）对气体放电理论和实验研究作出重要贡献并发现电子7、1907年：迈克尔逊（美国）发明光学干涉仪并使用其进行光谱学和基本度量学研究8、1908年：李普曼（法国）发明彩色照相干涉法（即李普曼干涉定律）9、1909年：伽利尔摩·马克尼（意大利）、布劳恩（德国）发明和改进无线电报；理查森（英国）从事热离子现象的研究，特别是发现理查森定律10、1910年：范德华（荷兰）关于气态和液态方程的研究11、1911年：维恩（德国）发现热辐射定律12、1912年：达伦（瑞典）发明可用于同燃点航标、浮标气体蓄电池联合使用的自动调节装置13、1913年：卡末林－昂内斯（荷兰）关于低温下物体性质的研究和制成液态氦14、1914年：马克斯·凡·劳厄（德国）发现晶体中的X射线衍射现象15、1915年：威廉·亨利·布拉格、威廉·劳伦斯·布拉格（英国）用X射线对晶体结构的研究16、1916年：未颁奖17、1917年：查尔斯·格洛弗·巴克拉（英国）发现元素的次级X辐射特性18、1918年：马克斯·卡尔·欧内斯特·路德维希·普朗克（德国）对确立量子论作出巨大贡献19、1919年：斯塔克（德国）发现极隧射线的多普勒效应以及电场作用下光谱线的分裂现象20、1920年：纪尧姆（瑞士）发现镍钢合金的反常现象及其在精密物理学中的重要性21、1921年：阿尔伯特·爱因斯坦（德国）他对数学物理学的成就，特别是光电效应定律的发现22、1922年：尼尔斯·亨利克·大卫·玻尔（丹麦）关于原子结构以及原子辐射的研究23、1923年：罗伯特·安德鲁·密立根（美国）关于基本电荷的研究以及验证光电效应24、1924年：西格巴恩（瑞典）发现X射线中的光谱线25、1925年：弗兰克·赫兹（德国）发现原子和电子的碰撞规律26、1926年：佩兰（法国）研究物质不连续结构和发现沉积平衡27、1927年：康普顿（美国）发现康普顿效应；威尔逊（英国）发明了云雾室，能显示出电子穿过空气的径迹28、1928年：理查森（英国）研究热离子现象，并提出理查森定律29、1929年：路易·维克多·德布罗意（法国）发现电子的波动性30、1930年：拉曼（印度）研究光散射并发现拉曼效应31、1931年：未颁奖32、1932年：维尔纳·海森伯（德国）在量子力学方面的贡献33、1933年：埃尔温·薛定谔（奥地利）创立波动力学理论；保罗·阿德里·莫里斯·狄拉克（英国）提出狄拉克方程和空穴理论34、1934年：未颁奖35、1935年：詹姆斯·查德威克（英国）发现中子36、1936年：赫斯（奥地利）发现宇宙射线；安德森（美国）发现正电子37、1937年：戴维森（美国）、乔治·佩杰特·汤姆生（英国）发现晶体对电子的衍射现象38、1938年：恩利克·费米（意大利）发现由中子照射产生的新放射性元素并用慢中子实现核反应39、1939年：欧内斯特·奥兰多·劳伦斯（美国）发明回旋加速器，并获得人工放射性元素40、1940—1942年：未颁奖41、1943年：斯特恩（美国）开发分子束方法和测量质子磁矩42、1944年：拉比（美国）发明核磁共振法43、1945年：沃尔夫冈·E·泡利（奥地利）发现泡利不相容原理44、1946年：布里奇曼（美国）发明获得强高压的装置，并在高压物理学领域作出发现45、1947年：阿普尔顿（英国）高层大气物理性质的研究，发现阿普顿层（电离层）46、1948年：布莱克特（英国）改进威尔逊云雾室方法和由此在核物理和宇宙射线领域的发现47、1949年：汤川秀树（日本）提出核子的介子理论并预言∏介子的存在48、1950年：塞索·法兰克·鲍威尔（英国）发展研究核过程的照相方法，并发现π介子1951-198049、1951年：科克罗夫特（英国）、沃尔顿（爱尔兰）用人工加速粒子轰击原子产生原子核嬗变50、1952年：布洛赫、珀塞尔（美国）从事物质核磁共振现象的研究并创立原子核磁力测量法51、1953年：泽尔尼克（荷兰）发明相衬显微镜52、1954年：马克斯·玻恩（英国）在量子力学和波函数的统计解释及研究方面作出贡献；博特（德国）发明了符合计数法，用以研究原子核反应和γ射线53、1955年：拉姆（美国）发明了微波技术，进而研究氢原子的精细结构；库什（美国）用射频束技术精确地测定出电子磁矩，创新了核理论54、1956年：布拉顿、巴丁（犹太人）、肖克利（美国）发明晶体管及对晶体管效应的研究55、1957年：李政道、杨振宁（美籍华人）发现弱相互作用下宇称不守衡，从而导致有关基本粒子的重大发现56、1958年：切伦科夫、塔姆、弗兰克（苏联）发现并解释切伦科夫效应57、1959年：塞格雷、欧文·张伯伦(OwenChamberlain)（美国）发现反质子58、1960年：格拉塞（美国）发现气泡室，取代了威尔逊的云雾室59、1961年：霍夫斯塔特（美国）关于电子对原子核散射的先驱性研究,并由此发现原子核的结构；穆斯堡尔（德国）从事γ射线的共振吸收现象研究并发现了穆斯堡尔效应60、1962年：达维多维奇·朗道（苏联）关于凝聚态物质，特别是液氦的开创性理论61、1963年：维格纳（美国）发现基本粒子的对称性及支配质子与中子相互作用的原理；梅耶夫人（美国人.犹太人）、延森（德国）发现原子核的壳层结构62、1964年：汤斯（美国）在量子电子学领域的基础研究成果，为微波激射器、激光器的发明奠定理论基础；巴索夫、普罗霍罗夫（苏联）发明微波激射器63、1965年：朝永振一郎（日本）、施温格、费因曼（美国）在量子电动力学方面取得对粒子物理学产生深远影响的研究成果64、1966年：卡斯特勒（法国）发明并发展用于研究原子内光、磁共振的双共振方法65、1967年：贝蒂（美国）核反应理论方面的贡献，特别是关于恒星能源的发现66、1968年：阿尔瓦雷斯（美国）发展氢气泡室技术和数据分析，发现大量共振态67、1969年：盖尔曼（美国）对基本粒子的分类及其相互作用的发现68、1970年：阿尔文（瑞典）磁流体动力学的基础研究和发现，及其在等离子物理富有成果的应用；内尔（法国）关于反磁铁性和铁磁性的基础研究和发现69、1971年：加博尔（英国）发明并发展全息照相法70、1972年：巴丁、库柏、施里弗（美国）创立BCS超导微观理论71、1973年：江崎玲于奈（日本）发现半导体隧道效应；贾埃弗（美国）发现超导体隧道效应；约瑟夫森（英国）提出并发现通过隧道势垒的超电流的性质，即约瑟夫森效应72、1974年：马丁·赖尔（英国）发明应用合成孔径射电天文望远镜进行射电天体物理学的开创性研究；赫威斯（英国）发现脉冲星73、1975年：阿格·N·玻尔、莫特尔森（丹麦）、雷恩沃特（美国）发现原子核中集体运动和粒子运动之间的联系，并且根据这种联系提出核结构理论74、1976年：丁肇中、里希特（美国）各自独立发现新的J/ψ基本粒子75、1977年：安德森、范弗莱克（美国）、莫特（英国）对磁性和无序体系电子结构的基础性研究76、1978年：卡皮察（苏联）低温物理领域的基本发明和发现；彭齐亚斯、R·W·威尔逊（美国）发现宇宙微波背景辐射77、1979年：谢尔登·李·格拉肖、史蒂文·温伯格（美国）、阿布杜斯·萨拉姆（巴基斯坦）关于基本粒子间弱相互作用和电磁作用的统一理论的贡献，并预言弱中性流的存在78、1980年：克罗宁、菲奇（美国）发现电荷共轭宇称不守恒1981-200079、1981年：西格巴恩（瑞典）开发高分辨率测量仪器以及对光电子和轻元素的定量分析；布洛姆伯根（美国）非线性光学和激光光谱学的开创性工作；肖洛（美国）发明高分辨率的激光光谱仪80、1982年：K·G·威尔逊（美国）提出重整群理论，阐明相变临界现象81、1983年：萨拉马尼安·强德拉塞卡（美国）提出强德拉塞卡极限，对恒星结构和演化具有重要意义的物理过程进行的理论研究；福勒（美国）对宇宙中化学元素形成具有重要意义的核反应所进行的理论和实验的研究82、1984年：卡洛·鲁比亚（意大利）证实传递弱相互作用的中间矢量玻色子[[W+]],W-和Zc的存在；范德梅尔（荷兰）发明粒子束的随机冷却法，使质子-反质子束对撞产生W 和Z粒子的实验成为可能83、1985年：冯·克里津（德国）发现量子霍耳效应并开发了测定物理常数的技术84、1986年：鲁斯卡（德国）设计第一台透射电子显微镜；比尼格（德国）、罗雷尔（瑞士）设计第一台扫描隧道电子显微镜85、1987年：柏德诺兹（德国）、缪勒（瑞士）发现氧化物高温超导材料86、1988年：莱德曼、施瓦茨、斯坦伯格（美国）产生第一个实验室创造的中微子束，并发现中微子，从而证明了轻子的对偶结构87、1989年：拉姆齐（美国）发明分离振荡场方法及其在原子钟中的应用；德默尔特（美国）、保尔（德国）发展原子精确光谱学和开发离子陷阱技术88、1990年：弗里德曼、肯德尔（美国）、理查·爱德华·泰勒（加拿大）通过实验首次证明夸克的存在89、1991年：皮埃尔·吉勒德－热纳（法国）把研究简单系统中有序现象的方法推广到比较复杂的物质形式，特别是推广到液晶和聚合物的研究中90、1992年：夏帕克（法国）发明并发展用于高能物理学的多丝正比室91、1993年：赫尔斯、J·H·泰勒（美国）发现脉冲双星，由此间接证实了爱因斯坦所预言的引力波的存在92、1994年：布罗克豪斯（加拿大）、沙尔（美国）在凝聚态物质研究中发展了中子衍射技术93、1995年：佩尔（美国）发现τ轻子；莱因斯（美国）发现中微子94、1996年：D·M·李、奥谢罗夫、R·C·理查森（美国）发现了可以在低温度状态下无摩擦流动的氦同位素95、1997年：朱棣文、W·D·菲利普斯（美国）、科昂·塔努吉（法国）发明用激光冷却和捕获原子的方法96、1998年：劳克林、霍斯特·路德维希·施特默、崔琦（美国）发现并研究电子的分数量子霍尔效应97、1999年：H·霍夫特、韦尔特曼（荷兰）阐明弱电相互作用的量子结构98、2000年：阿尔费罗夫（俄国）、克罗默（德国）提出异层结构理论，并开发了异层结构的快速晶体管、激光二极管；杰克·基尔比（美国）发明集成电路2001-201099、2001年：克特勒（德国）、康奈尔、卡尔·E·维曼（美国）在“碱金属原子稀薄气体的玻色－爱因斯坦凝聚态”以及“凝聚态物质性质早期基本性质研究”方面取得成就100、2002年：雷蒙德·戴维斯、里卡尔多·贾科尼（美国）、小柴昌俊（日本）“表彰他们在天体物理学领域做出的先驱性贡献，其中包括在“探测宇宙中微子”和“发现宇宙Ｘ射线源”方面的成就。
拉曼效应
定理定律
1930年诺贝尔物理学奖授予当时正在印度加尔各答大学工作的拉曼（SirChandrasekhara Venkata Raman， 1888——1970年），以表彰他研究了光的散射和发现了以他的名字命名的定律。
在光的散射现象中有一特殊效应，和X射线散射的康普顿效应类似，光的频率在散射后会发生变化。“拉曼散 射”是指一定频率的激光照射到样品表面时，物质中的分子与光子发生能量转移，振动态（例如：原子的摆动和 扭动，化学键的摆动和振动）发生不同方式和程度的改变，然后散射出不同频率的光。频率的变化决定于散射物 质的特性，不同种类的原子团振动的方式是独一的，因此可以产生与入射光频率有特定差值的散射光，其光谱就 称为“指纹光谱”，可以照此原理鉴别出组成物质的分子的种类。这是拉曼在研究光的散射过程中于1928年发现 的。在拉曼和他的合作者宣布发现这一效应之后几个月，苏联的兰兹伯格（ndsberg）和曼德尔斯坦 （L.Mandelstam）也独立地发现了这一效应，他们称之为联合散射。拉曼光谱是入射光子和分子相碰撞时，分子 的振动能量或转动能量和光子能量叠加的结果，利用拉曼光谱可以把处于红外区的分子能谱转移到可见光区来观 测。因此拉曼光谱作为红外光谱的补充，是研究分子结构的有力武器。
（1）Material checks: inorganic and organic contaminations, stress材料 （2）Corrosions products: identification of different oxides腐蚀 （3）Carbon: diamond -CVD and natural，amorphous carbon，carbon fibres碳 （4）Adsorbates on catalysts and electrode surfaces催化剂和电极表面 （5）Forensic: detection & identification of drugs, explosives, fabrics etc.适于法庭 （6）Mineralogy and Gemmology: characterisation，inclusions，purity宝石学 （7）Art: identification of materials and paintings, (restauration!) (建筑物等)修复,修缮) 艺术品
Raman拉曼光谱知识讲解
• 斯托克斯线和反斯托克斯线对 应，完全对称地分布于瑞利线 两侧。
• 反斯托克斯线比斯托克斯线弱 得多,一般记录的拉曼光谱只取 斯托克斯线,且略去负号.
四氯化碳的部分拉曼光谱图 激光器辐射波长l0 = 488 nm
拉曼位移 (Raman shift)
散射光频率与激发光频率之差： = |0 – s|
样品分子中的电子首先被一
个频率为0的光子激发至受
激虚态(准激发态,不稳定), 当电子从虚态跃迁回基态时
,将发射频率为的光子.
分子的散射能级图
h0
h0
受激 虚态
h(0-△) h(0+△)
瑞利散射：
h0
光子与分子间无能量交换
瑞利线 = 0
h0
h0
拉曼散射： ●分子由基态跃迁到激发态
Stokes线
斯托克斯线 = 0-△
于瑞利线的位移表示的拉曼光谱
h0
波数与红外光谱的波数相一致。
入射
散射
h
h
E1
红外吸收 拉曼散射
E0
拉曼光谱与红外光谱
同
同属分子振(转)动光谱
异红：外红：外适用于分研子究对不同红原外子光的的极性吸键收振动 －O强H,度－由C分＝子O，偶－极C距－决X定
拉异曼：：拉适曼用于分研子究同对原激子光的非的极散性射键振动 －N－强N度－由, －分C子－C极－化，率C决＝定C
■ 是衡量分子在电场作用下发生极化的难易程度 ■ 分子中两原子距离最大时， 也最大 ■ 只有引起极化率变化的分子振动才产生拉曼散射(光谱选律) ■ 拉曼散射强度与极化率成正比例关系
三、拉曼光谱图与拉曼位移
拉曼光谱图以散射强度为纵
保持一颗好奇心的故事（通用5篇）
保持一颗好奇心的故事保持一颗好奇心的故事（通用5篇）保持一颗好奇心的故事篇1有一只爱提问的小鹦鹉，总有许多奇怪的问题。
有一天他想知道，为什么天上会下雨？他去问奶奶，奶奶不知道，让他去问妈妈。
妈妈说，天上的云啊，就像是大棉花团，里面蘸的水太多了，被风一吹，水就滴下来，那就是下雨了。
又一天，他看到小朋友吹泡泡，五颜六色真好看。
可是，为什么泡泡会有那么多漂亮颜色呢？他去问奶奶，奶奶不知道，让他问妈妈，妈妈也不知道，让他去问幼儿园的老师。
老师说，这些泡泡就像是小朋友的眼睛，看到了什么就有什么颜色，看到树叶、那是绿色，看到天空、那是蓝色，看到小鹦鹉、那就是彩色。
后来又有一天，小鹦鹉看到树叶都从树枝上掉下来，也想知道为什么。
他问奶奶、妈妈和老师，他们都不知道，老师说，你可以自己去问问大树爷爷啊。
大树爷爷说，因为秋天来了，天气凉了，我想给大地铺上被子，因为她就像我的妈妈！森林里的动物们听说了鹦鹉的故事，都觉得好笑，那些问题太奇怪了，有什么可问的!可是没有想到，有一天乌龟老爷爷在小公园里贴出来几个问题，回答对了，他就刷卡开门，让小动物进入那间装满美食的玻璃房子!乌龟老爷爷问，为什么天上会下雨，为什么肥皂泡泡是彩色的，为什么秋天树叶会掉下来啊？小动物们都不知道怎么回答，只有小鹦鹉全部回答正确!乌龟爷爷就刷卡开了门，让小鹦鹉开心地进到那间神奇的玻璃房间，享受许许多多好吃的美食!保持一颗好奇心的故事篇2院子里，一只大母鸡孵出了10只小鸡，其中9只落入水井并淹死，因为它们没有听从大母鸡的安全指示。
大母鸡很是担心留下的独苗，时时看着它，嘱咐它要听母亲的话。
不要去井边玩耍。
一旦掉下去，就会死亡。
独苗小鸡坚持了两三天没有去井边，但心里却甚是好奇：“井里到底什么样？”想得越多，就越想知道。
终于有一天，趁着母亲没注意，小鸡偷溜了出来，来到了井边。
它站在井口，睁大眼睛往井底看去，发现井里竟然有一只跟它一模一样的小鸡。
它晃了几下头，尖叫了好几声，井里的小鸡似乎在跟它交流，也以晃头、尖叫做出了回应。
RAMAN拉曼实验讲义
5.拉曼光谱的频率不受单色光源频率的限制，可根据 样品的不同性质而选择，比如对于荧光强的物质可 以选择长波长或短波长的激发光。
拉曼光谱的优势
信息
• 分子层面 • 对结构和环
境敏感
样品
• 各种性状 • 无需特殊处
理 • 含水样品 • 玻璃样品池
定性的信息：拉曼光谱是物质结构的指纹光谱 定量的信息：可以通过光谱校正，得到准确的
应力大小和浓度分布
➢谱带位置：化学组成, 结构,构象,形态
➢频率位移：应力 ，温度 ➢半 高 宽： 结晶度 ➢强 度： 浓度或物质的量
拉曼光谱和红外光谱的比较
➢ 拉曼光谱和红外光谱均属于分子振动和转动光谱，在许多 情况下，拉曼频率位移的程度正好相当于红外吸收频率。 因此红外测量能够得到的信息同样也出现在拉曼光谱中， 红外光谱解析中的定性三要素（峰位，峰强和峰形）对拉 曼解析也是适用。
➢ 但由于这两种光谱的分析机理不同，在提供信息上也是有 差异的，通常分子的对称性愈高，红外与拉曼光谱的区别 就愈大，非极性官能团的拉曼散射谱带较为强烈，极性官 能团的红外谱带较为强烈，例如在许多情况下，C=C伸 缩振动的拉曼谱带比相应的红外谱带较为强烈，而C=O 的伸缩振动的红外谱带比相应的拉曼谱带更为显著。
激光共焦显微 拉曼光谱仪
NJUST
教学要求
1、掌握RAMAN光谱仪的基本原理和结构 2、了解RAMAN光谱仪的适用范围及一般应用 3、通过对样品的测试掌握 LabSpec5 软件的
操作过程，学会谱图解析的一般方法
拉曼光谱概述
拉曼效应
1928 年，印度科学家C.V Raman首先在CCl4光谱中发 现了当光与分子相互作用后，
激光拉曼光谱详解
拉曼散射的发展
1928年，印度物理学家拉曼（G.V.Raman）首次发现拉曼 散射效应，荣获1930年诺贝尔物理学奖。 1928——1930年，拉曼光谱成为研究光谱的主要手段。因 为拉曼光谱喇曼频率及强度、偏振等标志着散射物质的性 质。
1940——1960年，拉曼光谱地位一落千丈，主要是因为拉 曼效应太弱，并要求被测样品体积足够大、无色、无尘埃、 无荧光等。
按照统计分布率，分子数在热平衡下按 能量的分布为玻耳兹曼分布，其中α为 能级E的简并度，因此布居在较高能级上 的分子数要少于较低能级上的，这就使 频率增加的散射谱线（反斯托克斯线） 的强度要比频率减少的散射谱线（斯托 克斯线）弱些。
邱 东 敏
拉曼原理
Rayleigh scattering: I λ-4
hn hn’ n = n’ n = n’
n = n’ 这种现象称为拉曼散射 激发态
anti stokes
stokes
虚能级 准激发态
பைடு நூலகம்基态
Raman Rayleigh Raman scattering
为何斯托克斯谱线强度比反斯 托克斯谱线大？
窄的激光器，多波长激光器一起
使用，这样拉曼效果才能出来比较好
何谓瑞利散射、拉曼散 射、斯托克斯散射、反 斯托克斯散射？
瑞利散射
当一束激发光的光子与作为散射中 心的分子发生相互作用时，大部分 光子仅是改变了方向，发生散射， 而光的频率仍与激发光源一致，这 种散射称为瑞利散射。
拉曼效应
光通过介质时由于入射光与分子运动 相互作用而引起的频率及方向发生变 化的散射。其散射光的强度约占总散 射光强度的10－3。拉曼散射的产生原 因是光子与分子之间发生了能量交换， 改变了光子的能量。
诺贝尔物理学奖110年知识竞答题目(全)
诺贝尔物理学奖110年知识竞答一、填空题1．1901年，德国物理学家因发现以及对性质的研究，获得了第一届诺贝尔物理学奖。
因当时不知该射线的本质，故称为。
现已知是波长约为10-1～103Å的电磁辐射，其长波端与紫外线谱的短波端重叠，短波端与γ射线谱重叠。
2．在110年中仅有两位女科学家获得诺贝尔物理学奖，一位是法国的，她于年因而获奖；另一位是美国的，她于年因而获奖。
3．最年轻的诺贝尔物理学奖得主是英国物理学家，他于年因而获奖，时年岁，最年长的物理学奖得主是美国物理学家，他于年因在而获奖，当时已88岁高龄。
4．1915年，和父子因在用X射线研究晶体结构方面所做出的杰出贡献分享了该年度诺贝尔物理学奖。
他们提出了著名的方程：nλ=2d sinθ, n =1,2,3,…从而把X射线的波长λ和反射出现的掠射角θ联系起来，式中d为相邻原子面的间距，n为光谱的阶数。
他们俩开创了父子同获诺贝尔奖的先例。
5．在从经典物理学到量子物理学的过渡中，X 射线的研究起了十分重要的作用。
20世纪30年代之前，7位物理学家因为在这方面的研究工作获得了诺贝尔物理学奖。
他们分别是：（1901年）、（1914年）、（1915年）、（1917年）、（1924年）、（1927年）。
6．1905年，爱因斯坦在物理学三个不同领域中取得了历史性成就，特别是狭义相对论的建立和光量子论的提出，推动了物理学的革命；1915年，他又建立了广义相对论。
但是，使他获得1921年诺贝尔物理学奖的原因却是运用概念成功地解释了。
7．在110年中，共有6位华裔物理学家获诺贝尔物理学奖，他们分别是：1957年，和因发现在弱作用过程中宇称不守恒而获奖；1976年因发现后来称为J/ψ的新粒子而获奖；1997年，因发展激光冷却和陷俘原子的方法而获奖；1998年，因发现分数量子霍尔效应而获奖；2009年，因在有关光在纤维中的传输以及将其用于光学通信方面取得了突破性成就而获奖。
拉曼光谱
拉曼光谱
分子光谱 翁林红 复旦大学化学系
C. V. Raman 1930年诺贝尔物理学奖授予印度 科学家拉曼(Sir Chandrasekhara Venkata Raman，1888-1970)， 以表彰他研究了光的散射和发现 了以他的名字命名的定律。
拉曼发现光照射到物质上 时除了发生弹性散射（散 射光中的波长与激发光波 长相同，瑞利散射）外， 还有非弹性散射产生比激 发光波长长的和短的辐射拉曼效应。 一般把瑞利散射和拉曼散 射合起来所形成的光谱称 为拉曼光谱。
E(J) )=BhcJ(J+1) )
转动Raman光谱选律：
J=0，±2
5
以直线分子作为例子，分子的纯转动能量关系式为
Erot BhcJ ( J 1)
式中：Erot为分子的纯转动能量，J为转动量子数，B为 转动常数，h普朗克常数，c光速。 因分子的纯转动能量的改变遵守选律为J=0，±2； 斯托克斯线的转动能量（J→J+2）:
J 2 J=
氢有一个复杂的情况。氢的核自旋为1/2，即费米子 （fermion）。根据 Pauli 原理要求当核交换时， 原理要求当核交换时，氢气分子 氢气分子 总的波函数必须为反对称 。 对应于核的交换，e它是对称的（因核的简单交换不影响 电子的波函数）。对应于质子的交换，振动波函数是对称 的。 转动波函数可以是对称的或反对称的，这取决于J是偶数 还是奇数。 核自旋波函数也可以是对称或是反对称的，这取决于核自 旋是平行的还是反平行的。 旋是平行的还是反平行的 为了更好地理解，我们把总的波函数写作：
Anti-Stokes
Anti-Stokes
d是中 是中间态的的波函数。在普通 波函数 在普 Raman中 中这个中间 个中
亚洲第一位诺贝尔物理学奖得主——拉曼
《物理教学》2009年12期亚洲第一位诺贝尔物理奖得主——拉曼河北内丘中学侯建敏1921年，印度的一位学者在英国皇家学会上做完研究报告，尔后取道地中海乘船回归祖国。
傍晚，他站在甲板上，望着浩瀚的海水，习习的凉风扑面而来，吹走了他旅途的劳累。
其他旅客也在甲板上漫步，其中一对母子的对话引起了他的注意，不由地侧耳倾听。
“妈妈，这个大海叫什么名字？”孩子看着湛蓝的海水，欢呼着。
“地中海。
”妈妈不假思索地回答。
“为什么叫地中海？”孩子半晌之后继续发问。
“因为它夹在欧亚大陆和非洲大陆之间。
”妈妈想了一会儿作答。
“那它为什么是蓝色的？”孩子寻根究底。
年轻的母亲，被孩子问得一时语塞，只好把求助的目光投向了饶有兴致的他。
他轻轻地拉着孩子的手，微笑着说：“海水之所以呈蓝色，是因为它反射了天空的颜色。
”这一解释出自以发现惰性气体而闻名于世的英国物理学家瑞利勋爵。
可是，在告别了那对母子后，他的心总是不踏实，总觉得自己的解释不够充分，没有十足的信服力。
男孩的那颗好奇心、那双充满探索精神的大眼睛和那些接二连三的“为什么”，总是浮现在他的面前，他的心灵受到了强烈的震撼。
他回到加尔各答后，立即着手研究海水为什么是蓝色的。
经过细致的研究和严密的推理，从光线散射与水分子相互作用入手，证明出水分子对光线的散射使海水呈现出蓝色的机理与大气分子散射太阳光而使天空呈现蓝色的机理完全一样。
他进一步研究，又在固体、气体和液体中分别发现了一种普遍存在的光散射效应，为20世纪初的科学界最终接受光的粒子说提供了有力的证据。
1930年，他走上了诺贝尔领奖台，成为印度历史、也是亚洲历史上第一个获此殊荣的科学家。
他就是世界著名的物理学家——钱德拉塞卡拉·温卡达·拉曼（Chandrasekhara Venkata Raman）。
来之不易的物理学教授拉曼1888年11月7日出生于印度南部的特里奇诺波利。
父亲是一位大学数学、物理教授，自幼对他进行科学启蒙教育，培养了他对音乐和乐器的兴趣。
拉曼光谱的发现故事
拉曼光谱的发现故事
拉曼光谱的发现故事始于1928年。
当时，印度物理学家拉曼（C.V.Raman）正在研究太阳光对苯的散射现象。
在这个过程中，他意外地发现了拉曼效应。
这一发现为他赢得了1930年的诺贝尔奖。
在发现拉曼效应的过程中，拉曼使用水银灯照射苯液体，并观察到了一种新的光谱现象。
他发现，当光通过物质时，会与物质的分子相互作用，引发散射。
这种散射光的频率与入射光的频率不同，这种频率的变化提供了关于分子振动和转动的信息。
这个现象后来被称为拉曼效应，而基于这种效应的光谱技术则被称为拉曼光谱。
以上信息仅供参考，如有需要，建议您查阅相关文献。
Raman拉曼光谱知识讲解
举例3：环己烷的拉曼光谱
SCH2：2941，2927， 2854 cm-1 CH2： 1444，1267 cm-1
（C-C）：1029 cm-1 环呼吸： 803 cm-1
举例4：苯甲醚的拉曼光谱
CH 芳族
CH 脂肪族
芳族 C=C
■ 是衡量分子在电场作用下发生极化的难易程度 ■ 分子中两原子距离最大时， 也最大 ■ 只有引起极化率变化的分子振动才产生拉曼散射(光谱选律) ■ 拉曼散射强度与极化率成正比例关系
三、拉曼光谱图与拉曼位移
拉曼光谱图以散射强度为纵
标，拉曼位移为横标，瑞利线 位置为零点。一幅完整的拉曼 光谱包括瑞利线，斯托克斯线 ，反斯托克斯线。
■全对称振动（各向同性）： p ~ 0 ■非对称振动（各向异性）： p介于0到3/4之间 ■ p值越小，分子振动对称性越高
例：四氯化碳的拉曼偏振光谱
■ 459 cm-1所对应的振 动，ρp ~0，各向同性 ■ 314和218 cm-1所对 应的振动，ρp 较大，为 各向异性
CCl4的拉曼偏振光谱
第四节 拉曼光谱与红外光谱的比较
● C-C伸缩振动在拉曼光谱中是强谱带。
● 醇和烷烃的拉曼光谱是相似的：I. C-O键与C-C键的力常 数或键的强度没有很大差别。II. 羟基和甲基的质量仅相差 2单位。 III.与C-H谱带比较，O-H拉曼谱带较弱。
举例1：
C-H弯曲
举例2：乙炔的红外和拉曼光谱
Asymmetric C-H Stretch
瑞利散射: 弹性碰撞；无能量交换，仅改变方向；频率不发生改变 的辐射散射(u=u0)；强度与l0的四次方成反比
拉曼散射：非弹性碰撞；方向改变且有能量交换； 频率发生改变的辐射散射(u=u0△u)
科学名人的小故事
科学名人的小故事1921年，拉曼出席了在牛津召开的英国大学会议，在会上他作了精彩的科研报告，备受人们的欢迎。
在取道地中海回国的途中，拉曼偶然听到一对母子的对话，促成了他科学研究的新转折。
轮船穿过直布罗陀海峡，进人了一碧万顷的地中海。
蔚蓝色的海面风平浪静，拉曼信步来到甲板眺塱海面，旁边一位年轻的母亲领着一个八九岁的小男孩，正在谈话。
“妈妈，这个大海叫什么名字?“地中海。
“为什么叫地中海?“因为它夹在欧亚大陆和非洲大陆之间。
显然，这个小男孩是聪明好学的，他引起了拉曼的注意。
“妈妈，大海为什么是蓝色的?碧蓝的海水成了小男孩疑问的对象。
年轻的母亲一时语塞，只好向拉曼投去求援的目光。
拉曼蹲下身来，亲切地牵着小男孩的手，说：“小朋友，海水之所以呈现蓝色，是因为它反射了天空的蓝色。
在此之前，几乎所有的人都认可了这一解释。
它出自英国物理学家瑞利勛爵，这位以发现惰性气体而闻名于世的大科学家，曾用太阳光被大气分子散射的理论解释过天空的颜色，并由此推断，海水的蓝色是反射了天空的颜色所致。
但不知为什么，在告别了那一对母子之后，拉曼总对自己的解释心存疑惑，那个充满好奇心的稚童，那双求知的大眼睛，那些源源不断涌现出来的“为什么，使拉曼深感愧疚。
作为一名训练有素的科学家，他发现自己在不知不觉中丧失了男孩那种到所有的“已知中去追求“未知的好奇心，他不禁为之一震!他运用爱因斯坦等人的涨落理论进行研究，观察光线穿过海水时的散射现象。
通过大量的实验，他发现，在光散射实验中，散射光中有新的不同波长成分，它和散射物质的结构密切相关。
1922年，拉曼发表论文，用细致的分析证明了水分子对光线的散射使海水显出颜色的机理，与大气分子散射太阳光而使天空呈现蓝色的机理完全相同。
此后，他和助手又在其他液体、固体和气体中发现了一种普遍存在的散射效应。
拉曼发现的光散射效应为量子力学和相对论提供了强有力的证据，为全世界的科学研究开辟了一条新的道路。
为了纪念拉曼，人们把这种光散射效应称为“拉曼效应。
拉曼光谱的数据初步处理
摘要令狐采学本文主要目的是熟悉拉曼光谱仪原理，并掌握拉曼光谱仪的实验测量技术以及拉曼光谱的数据初步处理。
文章首先论述了拉曼光谱仪开发设计、安装调试中所应用的基本理论、设计原理与关键技术，介绍了激光拉曼光谱仪的发展动态、研究方向和国内外总体概况。
其次阐述了拉曼散射的经典理论及其量子解释。
并说明了分析拉曼光谱数据的各种可行的方法，包括平滑，滤波等。
再次根据光谱仪器设计原理详细论述了分光光学系统的结构设计和激光拉曼光谱仪的总体设计，并且对各个部件的选择作用及原理做了详细的描述。
最后，测量了几种样品的拉曼光谱，并利用文中阐述的光谱处理方法进行初步处理，并且进行了合理的分析对比。
总之，本文主要从两个方面来分析拉曼光谱仪的实验测量和光谱数据处理研究：一、拉曼光谱仪的结构，详细了解拉曼光谱仪的工作原理。
二、拉曼光谱数据处理分析，用合理的方法处理拉曼光谱可以有效便捷的得到较为理想的实验结果。
通过对四氯化碳、乙醇、正丁醇的光谱测量以及光谱数据分析，得到了较为理想实验效果，证明本文所论述方法的可行性和正确性。
关键词: 拉曼光谱仪光栅光谱分析AbstractPurpose of this paperisfamiliar withRamanSpectrometer, and mastery of experimental measurements ofRaman spectroscopyandRaman spectroscopytechniquespreliminarydataprocessing. The article firstdiscusses theRaman spectrometerdevelopment, design,installationand commissioningin theapplication of the basictheory, designprinciples andkey technologies,laserRaman spectrometerdevelopments,research direction andoverall profileat home and abroad. The second section describesthe classical theoryof Ramanscatteringandquantumexplanation.And showsthe Ramanspectraofthe variouspossible ways, includingsmoothingand filtering.Againaccording tospectrometerdesign principlesdiscussed in detail thespectroscopicoptical systemdesignand laserRaman spectrometeroveralldesign, andthe choiceforthe role ofthe various componentsand the principle ofa detaileddescription. Finally, themeasuredRaman spectraof severalsamples, and use paper describesmethodsforspectralprocessinginitial treatment, and for a reasonableanalysis and comparison. In summary, this paper mainly fromtwoaspects to analyzeexperimental measurementsof Ramanspectroscopyand spectral dataprocessing research: First, the structure ofRaman spectroscopy, Raman spectroscopydetailed understanding ofthe working principle. Second,Raman spectroscopydata processing and analysis, a reasonableapproach toeffectiveand convenientRaman spectroscopycanbemore idealresults. Throughcarbon tetrachloride, ethanol, n-butanolandspectraldata analysisspectral measurementsobtainedmore satisfactoryexperimentalresultsdiscussed in this articledemonstratethe feasibility andcorrectness.Keywords: Raman spectrometer grating spectral analys目录第1章引言11.1 拉曼光谱分析技术11.2 现代拉曼光谱技术与特点21.3研究拉曼光谱仪的意义21.4 本文的主要内容3第2章基本理论42.1拉曼散射经典解释[8]42.2拉曼散射的量子解释62.2.1散射过程的量子跃迁62.2.2量子力学结果72.2.3 Placzek近似122.3拉曼光谱数据分析方法152.3.1数据平滑处理162.3.2基线校正182.3.3数据求导处理182.3.4数据增强算法182.3.5傅里叶变换192.3.6小波变换192.3.7 数字滤波20第3章常规拉曼检测系统223.1 光源223.2 滤光片243.3 拉曼光谱仪及计算机软件253.3.1光栅263.3.2光电倍增管28第4章拉曼光谱测量及数据处理和结论304.1 物质的拉曼光谱测量304.2拉曼光谱数据处理与分析334.2.1平滑处理334.2.2 低通滤波处理364.3结论38第5章论文总结与展望39致谢：40参考文献：41第1章引言1.1 拉曼光谱分析技术1928年印度实验物理学家拉曼发现了光的一种类似于康普顿效应的光散射效应，称为拉曼效应。
拉曼效应
“拉曼效应”的发现者---拉曼【简介】钱德拉塞拉卡·温卡拉·拉曼（1888—1970），印度物理学家、教育家，因在光散射方面的研究和拉曼效应的发现被授予1930年的诺贝尔物理学奖。
他是第一位获得诺贝尔物理学奖的亚洲科学家，在进行物理研究的同时也为印度培养了众多优秀人才。
【小传】纵观拉曼的一生我们可以发现他自身的优秀品质以及父亲对他的培养、启蒙是他成功的基石。
拉曼1888年11月17日出生于印度南部的特里奇诺波利，作为大学数学、物理教授的父亲从小对他进行科学启蒙教育。
而拉曼也并未让父亲失望，从小便表现出不凡的天资。
16岁大学毕业后一第一名的成绩获得物理奖学金，19岁又以优异的成绩获得硕士学位。
在1906年，年仅18岁的他就在英国著名杂志《自然》上发表了一篇关于光的衍射的论文，引起了不小的轰动。
优秀的人无论在哪里都会发光。
离校后拉曼在国家财政部担任总会计助理且因出色的工作而担负越来越重要的责任。
然而官场并非拉曼热衷的，他念念不忘自己的科学目标，利用全部的业余时间研究声学和乐器理论。
在印度教育协会的实验室中，经过近十年的努力，拉曼在没有高级科研人员的指导下做出了一系列的成果。
因而，1917年加尔各答大学破例邀请他担任物理学教授，从此拉曼开始了他专一的物理研究。
就这样，他在这里一干就是十六年。
在此期间不断有学者、教师、科研人员找他请教、学习、合作。
于是，以他为核心的学术团体逐渐形成。
1921年，拉曼代表加尔各答前往英国讲学表明他的理论的到了国际社会的认可。
他在印度科学进程上的贡献永不磨灭，印度人民永远怀念他。
1934年，创立印度科学院；1947年又创立拉曼研究所。
拉曼以超前的眼光抓住分子散射着一课题并持续研究。
“海水为什么是蓝色的？”就是这一简单的问题引出了世界闻名的“拉曼效应”。
他在《一种新的辐射》一书中指出：当单色光通过一种透明物质时会有一些光受到散射。
这种单色光被介质分子散射后频率发生改变的现象称为并合散射效应，即拉曼效应。
拉曼分析学习
一、拉曼散射光谱的发展
在20世纪30年代，拉曼散射光谱曾是 研究分子结构的主要手段，后来随着实验 内容的不断深入，拉曼光谱的弱点，即拉 曼效应太弱，越来越突出。
20世纪60年代，激光问世并将这种新 型光源引入拉曼光谱后，拉曼光谱出现了 崭新的局面。
Exposure time: ca. 40 hours
Isotopic (35,37Cl) splitting of v1vibration
461.5-CCl435
455.1-CCl335Cl37
453.4-CCl235Cl237
Spectrum taken with a modern Raman set-up; Resolution ca. 0.5 cm-1 Sample Volume: ca. 1μl
1、拉曼散射及拉曼位移
拉曼位移的大小和分子 的跃迁能级差一样。因 此，对应于同一分子能 级，斯托克斯线与反斯 托克斯线的拉曼位移应 该相等，而且跃迁的几 率也应相等。
1、拉曼散射及拉曼位移
反斯托克斯线的强度远小于斯托克斯线的强度 ，这是由于Boltzmann分布，处于振动基态上的粒 子数远大于处于振动激发态上的粒子数。在一般 拉曼光谱分析中，都采用斯托克斯线研究拉曼位 移。实际上，反斯托克斯线与斯托克斯线的强度 比满足公式：
1、拉曼散射及拉曼位移
(1)拉曼位移与物质分子的振动和转动能级有关; (2)不同的物质有不同的振动和转动能级,因而有不同的拉曼位移; (3)对于同一物质，若用不同频率的入射光照射，所产生的拉曼散
射光频率也不同，但其拉曼位移却是一确定的值; (4)分子振动引起拉曼线的频率通式为ν+n⊿ν，n为振动能级
1930年诺贝尔物理学奖
1930年诺贝尔物理学奖1930年物理学奖得主，是印度物理学家钱德拉塞卡拉·拉曼（Chandrasekhara V.Raman），获奖理由是他研究光散射并且发现了拉曼效应。
拉曼是第一位获得诺贝尔物理学奖的亚洲科学家。
钱德拉塞卡拉·文卡塔·拉曼（Chandrasekhara Venkata Raman，1888—1970），生于一个地主世家，父亲是数学和物理教师，对拉曼热爱科学、喜欢音乐影响很大。
母亲是一位坚强的女性，使得拉曼养成了自信和自立的个性。
拉曼从小聪明过人，在一所印度语学校接受初等教育，由于成绩优异，14岁时就被推荐到马德拉斯学院上学。
院方不相信年幼的拉曼已具备入学水平，安排他与成绩较差的考生一起复试，结果成绩仍然名列前茅，获准进入大学学习。
入学两年后，拉曼就获得了学士学位和优秀学生奖章。
18岁时又获得硕士学位。
由于当时印度尚未设置博士学位，硕士头衔就是他能够获得的最高学位了。
由于生病，他错过了去英国作博士论文的机会。
独立前的印度，如果没有取得英国的博士学位，就没有资格在科学文化界任职。
但会计行业是唯一的例外。
不需要先到英国受训。
于是他投考印度总督府财政部，以第一名的成绩被录用为公务员。
在那段日子里，他利用业余时间到印度科学教育协会的实验室进行实验，经过十年的努力，拉曼在没有高级科研人员指导的条件下，靠自己的努力做出了一系列成果，先后发表了30多篇有关光学、声学和乐器的论文，在光学和声学的研究方面取得了一定成就。
不久后，1他的著名论文《光束传播论》在法国物理学会季刊上发表，引起了各国学者的注意。
1917年，加尔各答大学想聘请他为物理学教授，遭到了英籍教授们的反对，他们不愿和一个印度政府的科员一起共事。
拉曼义愤填膺，断然拒绝了大学的邀请。
这件事引起很多国家的学者的同情，许多大学邀请他去讲学，大大提高了他在国内外的学术地位，最后，他如愿进入加尔各答大学，成为一名专职教授。
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1930年诺贝尔物理学奖——拉曼效应
1930年诺贝尔物理学奖授予印度加尔各答大学的拉曼（SirChandrasekhara V enkata Raman，1888——1970），以表彰他研究了光的散射和发现了以他的名字命名的定律。
在光的散射现象中有一特殊效应，和X射线散射的康普顿效应类似，光的频率在散射后会发生变化。
频率的变化决定于散射物质的特性。
这就是拉曼效应，是拉曼在研究光的散射过程中于1928年发现的。
在拉曼和他的合作者宣布发现这一效应之后几个月，苏联的兰兹伯格（ndsberg）和曼德尔斯坦（L.Mandelstam）也独立地发现了这一效应，他们称之为联合散射。
拉曼光谱是入射光子和分子相碰撞时，分子的振动能量或转动能量和光子能量叠加的结果，利用拉曼光谱可以把处于红外区的分子能谱转移到可见光区来观测。
因此拉曼光谱作为红外光谱的补充，是研究分子结构的有力武器。
1921年夏天，航行在地中海的客轮“纳昆达”号（S.S.Narkunda）上，有一位印度学者正在甲板上用简便的光学仪器俯身对海面进行观测。
他对海水的深蓝色着了迷，一心要追究海水颜色的来源。
这位印度学者就是拉曼。
他正在去英国的途中，是代表了印度的最高学府——加尔各答大学，到牛津参加英联邦的大学会议，还准备去英国皇家学会发表演讲。
这时他才33岁。
对拉曼来说，海水的蓝色并没有什么稀罕。
他上学的马德拉斯大学，面对本加尔（Bengal）海湾，每天都可以看到海湾里变幻的海水色彩。
事实上，他早在16岁（1904年）时，就已熟悉著名物理学家瑞利用分子散射中散射光强与波长四次方成反比的定律（也叫瑞利定律）对蔚蓝色天空所作的解释。
不知道是由于从小就养成的对自然奥秘刨根问底的个性，还是由于研究光散射问题时查阅文献中的深入思考，他注意到瑞利的一段话值得商榷，瑞利说：“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。
”瑞利对海水蓝色的论述一直是拉曼关心的问题。
他决心进行实地考察。
于是，拉曼在启程去英国时，行装里准备了一套实验装臵：几个尼科尔棱镜、小望远镜、狭缝，甚至还有一片光栅。
望远镜两头装上尼科尔棱镜当起偏器和检偏器，随时都可以进行实验。
他用尼科尔棱镜观察沿布儒斯特角从海面反射的光线，即可消去来自天空的蓝光。
这样看到的光应该就是海水自身的颜色。
结果证明，由此看到的是比天空还更深的蓝色。
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偏蓝。
可见，海水的颜色并非由天空颜色引起的，而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。
他在回程的轮船上写了两篇论文，讨论这一现象，论文在中途停靠时先后寄往英国，发表在伦敦的两家杂志上。
拉曼1888年11月7日出生于印度南部的特里奇诺波利。
父亲是一位大学数学、物理教授，自幼对他进行科学启蒙教育，培养他对音乐和乐器的爱好。
他天资出众，16岁大学毕业，以第一名获物理学金奖。
19岁又以优异成绩获硕士学位。
1906年，他仅18岁，就在英国著名科学杂志《自然》发表了论文，是关于光的衍射效应的。
由于生病，拉曼失去了去英国某个著名大学作博士论文的机会。
独立前的印度，如果没有取得英国的博士学位，就没有资格在科学文化界任职。
但会计行业是唯一的例外，不需先到英国受训。
于是拉曼就投考财政部以谋求职业，结果获得第一名，被授予总会计助理的职务。
拉曼在财政部工作很出色，担负的责任也越来越重，但他并不想沉浸在官场之中。
他念念不忘自己的科学目标，把业余时间全部用于继续研究声学和乐器理论。
加尔各答有一所学术机构，叫印度科学教育协会，里面有实验室，拉曼就在这里开展他的声学和光学研究。
经过十年的努力，拉曼在没有高级科研人员指导的条件下，靠自己的努力作出了一系列成果，也发表了许多论文。
1917年加尔各答大学破例邀请他担任物理学教授，使他从此能专心致力于科学研究。
他在加尔各答大学任教十六年期间，仍在印度科学教育协会进行实验，不断有学生、教师和访问学者到这里来向他学习、与他合作，逐渐形成了以他为核心的学术团体。
许多人在他的榜样和成就的激励下，走上了科学研究的道路。
其中有著名的物理学家沙哈（M.N.Saha）和玻色（S.N.Bose）。
这时，加尔各答正在形成印度的科学研究中心，加尔各答大学和拉曼小组在这里面成了众望所归的核心。
1921年，由拉曼代表加尔各答大学去英国讲学，说明了他们的成果已经得到了国际上的认同。
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，探索各种透明媒质中光散射的规律。
许多人参加了这些研究。
这些人大多是学校的教师，他们在休假日来到科学教育协会，和拉曼一起或在拉曼的指导下进行光散射或其它实验，对拉曼的研究发挥了积极作用。
七年间他们共发表了大约五六十篇论文。
他们先是考察各种媒质分子散射时所遵循的规律，选取不同的分子结构、不同的物态、不同的压强和温度，甚至在临界点发生相变时进行散射实验。
1922年，拉曼写了一本小册子总结了这项研究，题名《光的分子衍射》，书中系统地说明了自己的看法。
在最后一章中，他提到用量子理论分析散射现象，认为进一步实验有可能鉴别经典电磁理论和光量子碰撞理论孰是孰非。
1923年4月，他的学生之一拉玛纳桑（K.R.Ramanathan）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或纯酒精的烧瓶，然后从侧面观察，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，和荧光类似。
因此，在论文中称之为“弱荧光”。
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，应该能消除这一效应。
在以后的两年中，拉曼的另一名学生克利希南（K.S.Krishnan）观测了经过提纯的65种液体的散射光，证明都有类似的“弱荧光”，而且他还发现，颜色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。
由此证明，这种波长变化的现象不是荧光效应。
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，以便比较，可惜没有成功。
他们用互补的滤光片，用大望远镜的目镜配短焦距透镜将太阳聚焦，试验样品由液体扩展到固体，坚持进行各种试验。
与此同时，拉曼也在追寻理论上的解释。
1924年拉曼到美国访问，正值不久前A.H.康普顿发现X射线散射后波长变长的效应，而怀疑者正在挑起一场争
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“康普顿效应的光学对应”。
拉曼也经历了和康普顿类似的曲折，经过六七年的探索，才在1928年初作出明确的结论。
拉曼这时已经认识到颜色有所改变、比较弱又带偏振性的散射光是一种普遍存在的现象。
他参照康普顿效应中的命名“变线”，把这种新辐射称为：“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玻璃，使入射的太阳光只能通过更窄的波段，再用目测分光镜观察散射光，竟发现展现的光谱在变散射和不变的入射光之间，隔有一道暗区。
就在1928年2月28日下午，拉曼决定采用单色光作光源，做了一个非常漂亮的有判决意义的实验。
他从目测分光镜看散射光，看到在蓝光和绿光的区域里，有两根以上的尖锐亮线。
每一条入射谱线都有相应的变散射线。
一般情况，变散射线的频率比入射线低，偶而也观察到比入射线频率高的散射线，但强度更弱些。
不久，人们开始把这一种新发现的现象称为拉曼效应。
1930年，美国光谱学家武德（R.W.Wood）对频率变低的变散射线取名为斯托克斯线；频率变高的为反斯托克斯线。
拉曼发现反常散射的消息传遍世界，引起了强烈反响，许多实验室相继重复，证实并发展了他的结果。
1928年关于拉曼效应的论文就发表了57篇之多。
科学界对他的发现给予很高的评价。
拉曼是印度人民的骄傲，也为第三世界的科学家作出了榜样，他大半生处于独立前的印度，竟取得了如此突出的成就，实在令人钦佩。
特别是拉曼是印度国内培养的科学家，他一直立足于印度国内，发愤图强，艰苦创业，建立了有特色的科学研究中心，走到了世界的前列。
1934年，拉曼和其他学者一起创建了印度科学院，并亲任院长。
1947年，又创建拉曼研究所。
他在发展印度的科学事业上立下了丰功伟绩。
拉曼抓住分子散射这一课题是很有眼力的。
在他持续多年的努力中，显然贯穿着一个思想，这就是：针对理论的薄弱环节，坚持不懈地进行基础研究。
拉曼很重视发掘人才，从印度科学教育协会到拉曼研究所，在他的周围总是不断涌现着一批批赋有才华的学生和合作者。
就以光散射这一课题统计，在三十年中间，前后就有66名学者从他的实验室发表了377篇论文。
他对学生谆谆善诱，深受学生敬仰和爱戴。
拉曼爱好音乐，也很爱鲜花异石。
他研究金刚石的结构，耗去了他所得奖金的大部分。
晚年致力于对花卉进行光谱分析。
在他80寿辰时，出版了他的专集：《视觉生理学》。
拉曼喜爱玫瑰胜于一切，他拥有一座玫瑰花园。
拉曼1970年逝世，享年82岁，按照他生前的意愿火葬于他的花园里。