Комбинационное рассеяние света
В 1928 г. индийским физиком Ч. В. Раманом и независимо советским физиком Г. С. Ландс - бергом был открыт эффект возникновения излучения света с частотами у0 - Ду, у0 + Ду при условии введения в диэлектрик излучения с частотой у0 и отсутствии какого-либо другого внешнего воздействия.
(3.51) |
Поскольку в результате указанного явления в диэлектрике вместо волны с частотой у0 оказались три волны с частотами у0, у0 - Ду, у0 + Ду, открытый авторами эффект получил название комбинационного рассеяния света. Природа данного рассеяния заключается в фо - тон-фононном воздействии. Максимальная энергия фонона в твердом теле (в том числе в СВ) определяется выражением £*„„ = *0, где к — постоянная Больцмана;
1/3
0
— +273 |
— характеристическая температура Дэбая; 0 =
4 пМ
И— постоянная Планка;
Р — число ионов, образующих устойчивую связь (в 8Ю2, р = 3);
Кг
М — масса киломоля диэлектрика (в 8Ю2, М= 60
Р — плотность диэлектрика;
£ю — модуль Юнга;
N4 = 6,022-Ю23 моль-1 — число Авогадро.
По закону сохранения энергии и согласно (2.51) Е^И = А6 = откуда максимальное
-);
Кмоль
Изменение частоты фонона при комбинационном рассеянии *е
(3.52) |
Очевидно, что при комбинационном рассеянии света максимальна частота фотонов кд
(3.53)
А минимальная — Аб
(3.54)
Оптическое излучение с частотами типа (3.53) получило название «фиолетовых» спутников (относительно у0), излучение типа (3.54) — «красных» спутников. Очевидно, что комбинационное рассеяние ослабляет основной сигнал частоты у0 и ухудшает монохроматичность излучения. Потери за счет комбинационного рассеяния значительно меньше потерь за счет рэлеевского рассеяния и материальной дисперсии.