Большая Советская Энциклопедия (КО) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 185

  Вероятность w К. р. с. (а следовательно, интенсивность линий К. р. с.) зависит от интенсивностей возбуждающего I и рассеянного I излучения: w= aI (b + J), где а и b — некоторые постоянные; при возбуждении К. р. с. обычными источниками света (например, ртутной лампой) второй член мал и им можно пренебречь. Интенсивность линий К. р. с. в большинстве случаев весьма мала, причём при обычных температурах интенсивность антистоксовых линий Iacт , как правило, значительно меньше интенсивности стоксовых линий Icт . Поскольку вероятность рассеяния пропорциональна числу рассеивающих молекул, то отношение Iacт /Icт определяется отношением населённостей основного и возбуждённого уровней (см. Населённость уровня ). При обычных температурах населённость возбуждённых уровней невелика и, следовательно, интенсивность антистоксовой компоненты мала. С повышением температуры их населённость возрастает (см. Больцмана статистика ), что приводит к увеличению интенсивности антистоксовых линий. Интенсивность линий К. р. с. I зависит от частоты n возбуждающего света: на больших расстояниях (в шкале частот) от области электронного поглощения молекул I ~ n4 , при приближении к полосе электронного поглощения наблюдается более быстрый рост их интенсивности. В некоторых случаях при малых концентрациях вещества удаётся наблюдать резонансное К. р. с. — когда частота возбуждающего света попадает в область полосы поглощения вещества. При возбуждении К. р. с. лазерами большой мощности вероятность К. р. с. возрастает и возникает вынужденное К. р. с. (см. Вынужденное рассеяние света ), интенсивность которого того же порядка, что и интенсивность возбуждающего света.

  Линии К. р. с. в большей или меньшей степени поляризованы (см. Поляризация света ). При этом различные спутники одной и той же возбуждающей линии имеют различную степень поляризации, характер же поляризации стоксова и антистоксова спутников всегда одинаков.

  К. р. с., как и инфракрасная спектроскопия , является эффективным методом исследования строения молекул и их взаимодействия с окружающей средой. Существенно, что спектр К. р. с. и инфракрасный спектр поглощения не дублируют друг друга, поскольку определяются различными отбора правилами . Сопоставляя частоты линий в спектре К. р. с. и инфракрасном спектре одного и того же химического соединения, можно судить о симметрии нормальных колебаний и, следовательно, о симметрии молекулы в целом. Таким путём из нескольких предполагаемых моделей молекулы может быть выбрана реальная модель, отвечающая закономерностям в наблюдаемых спектрах. Частоты, а также другие параметры линий К. р. с. во многих случаях сохраняются при переходе от одного соединения к другому, обладающему тем же структурным элементом. Эта т. н. характеристичность параметров линий К. р. с. лежит в основе структурного анализа молекул с неизвестным строением.

  К. р. с. в кристаллах обладает некоторыми особенностями. Колебания атомов в кристалле можно отождествить с газом фононов , а К. р. с. в кристаллах рассматривать как рассеяние на фононах. Другие квазичастицы кристалла (поляритоны. магноны и др.) также изучаются методами К. р. с.

  Спектры К. р. с. каждого соединения настолько специфичны, что могут служить для идентификации этого соединения и обнаружения его в смесях. Качественный и количественный анализ по спектрам К. р. с. широко применяют в аналитической практике, особенно при анализе смесей углеводородов.

  Благодаря применению лазеров в качестве источников возбуждающего света () значительно расширился круг объектов, доступных для исследования методами К. р. с., стало возможным более детальное изучение газов, порошков и окрашенных веществ, например полупроводниковых материалов. Кроме того, применение лазеров резко сократило требования к количеству исследуемого вещества.

  Лит.: Ландсберг Г. С., Избр. труды, М., 1958, с. 101—170; Мандельштам Л. И., Полн. собр. трудов, т. 1, М., 1947, с. 293, 305; Raman С. V., Krishnan К. S., A new type of secondary radiation, «Nature», 1928, v. 121, № 3048, p. 501; Сущинский М. М., Спектры комбинационного рассеяния молекул и кристаллов, М., 1969; Light scattering spectra of solids, ed by G. B. Wright, B., 1969; Ландсберг Г. С., Бажулин П. А., Сущинский М. М., Основные параметры спектров комбинационного рассеяния углеводородов, М., 1956; Брандмюллер И., Мозер Г., Введение в спектроскопию комбинационного рассеяния света, пер. с нем., М., 1964; Бобович Я. С., Последние достижения в спектроскопии спонтанного комбинационного рассеяния света, «Успехи физических наук», 1969, т. 97, в. 1, с. 37.

  М. М. Сущинский.

Рис. 4. Схемы установок для наблюдения К. р. с. при использовании лазеров: a — объект прозрачный — жидкость или кристалл; б — порошкообразный объект, метод «на просвет»; в — метод «на отражение». K1 , К2 — линзы; О — объект; Sp — щель спектрографа; Э — экран для устранения возбуждающего излучения.

Рис. 2. Схема стоксовых (с частотами n-n1 ; n-n2 ; n-n3 ) и антистоксовых (n+n1 ; n+n2 ; n+n3 ) линий при комбинационном рассеянии света с частотой n.

Рис. 3. Схемы стоксова (а) и антистоксова (б) переходов при комбинационном рассеянии света. О — основной уровень, hni — колебательный уровень, hne — промежуточный электронный уровень молекулы.

Рис. 1. Спектр комбинационного рассеяния света на вращательных уровнях молекул газа N2 O при возбуждении их ртутной линией с длиной волны 2536,5 .

Комбинационные колебания

Комбинацио'нные колеба'ния, колебания, возникающие при воздействии на нелинейную систему (см. Колебательные системы ) двух или большего числа гармонических колебаний с различными частотами составляющих. Частоты К. к. выражаются через суммы или разности частот каждой пары, воздействующих на систему колебаний или их составляющих. В простейшем случае, когда на систему действуют два колебания с частотами n1 и n2 , спектр вынужденных колебаний содержит составляющие с частотами n=n1 n1 ± n2 n2 , где n1 и n2 — целые числа. Возникновение К. к. лежит в основе большинства методов преобразования частоты — модуляции, детектирования, получения промежуточной частоты. К. к. могут возникнуть также в линейной системе, если какой-либо из её параметров периодически меняется. В этом случае даже при воздействии одного гармонического колебания могут возникнуть К. к. с частотой, соответствующей линейной комбинации двух частот: Бездействующей и частоты изменения параметра. Именно таков механизм комбинационного рассеяния света , а также параметрического возбуждения и усиления электрических колебаний .

  Лит.: Горелик Г. С., Колебания и волны, 2 изд., М. — Л., 1959; Харкевич А. А., Нелинейные и параметрические явления в радиотехнике, М., 1956.