科學(xué)家拉曼的生平和事跡


優(yōu)選答案以下內(nèi)容都是引用自百度百科:
拉曼又譯喇曼(Sir Chandrasekhara Venkata Raman, 1888(戊子年)-1970)因光散射方面的研究工作和喇曼效應(yīng)的發(fā)現(xiàn),獲得了1930年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
拉曼
拉曼是印度人,是第一位獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的亞洲科學(xué)家。拉曼還是一位教育家,他從事研究生的培養(yǎng)工作,并將其中很多優(yōu)秀人材輸送到印度的許多重要崗位。
拉曼1888年11月7日出生于印度南部的特里奇諾波利。父親是一位大學(xué)數(shù)學(xué)、物理教授,自幼對(duì)他進(jìn)行科學(xué)啟蒙教育,培養(yǎng)他對(duì)音樂和樂器的愛好。
他天資出眾,16歲大學(xué)畢業(yè),以第一名獲物理學(xué)金獎(jiǎng)。19歲又以優(yōu)異成績(jī)獲碩士學(xué)位。1906年,他僅18歲,就在英國(guó)著名科學(xué)雜志《自然》發(fā)表了論文,是關(guān)于光的衍射效應(yīng)的。由于生病,拉曼失去了去英國(guó)某個(gè)著名大學(xué)作博士論文的機(jī)會(huì)。獨(dú)立前的印度,如果沒有取得英國(guó)的博士學(xué)位,就意味著沒有資格在科學(xué)文化界任職。但會(huì)計(jì)行業(yè)是當(dāng)時(shí)唯一例外的行業(yè),不需先到英國(guó)受訓(xùn)。于是拉曼就投考財(cái)政部以謀求一份職業(yè),結(jié)果獲得第一名,被授予了總會(huì)計(jì)助理的職務(wù)。
科學(xué)家拉曼的生平和事跡

拉曼在財(cái)政部工作很出色,擔(dān)負(fù)的責(zé)任也越來(lái)越重,但他并不想沉浸在官場(chǎng)之中。他念念不忘自己的科學(xué)目標(biāo),把業(yè)余時(shí)間全部用于繼續(xù)研究聲學(xué)和樂器理論。加爾各答有一所學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu),叫印度科學(xué)教育協(xié)會(huì),里面有實(shí)驗(yàn)室,拉曼就在這里開展他的聲學(xué)和光學(xué)研究。經(jīng)過十年的努力,拉曼在沒有高級(jí)科研人員指導(dǎo)的條件下,靠自己的努力作出了一系列成果,也發(fā)表了許多論文。
1917年加爾各答大學(xué)破例邀請(qǐng)他擔(dān)任物理學(xué)教授,使他從此能專心致力于科學(xué)研究。他在加爾各答大學(xué)任教十六年期間,仍在印度科學(xué)教育協(xié)會(huì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),不斷有學(xué)生、教師和訪問學(xué)者到這里來(lái)向他學(xué)習(xí)、與他合作,逐漸形成了以他為核心的學(xué)術(shù)團(tuán)體。許多人在他的榜樣和成就的激勵(lì)下,走上了科學(xué)研究的道路。其中有著名的物理學(xué)家沙哈(M.N.Saha)和玻色(S.N.Bose)。這時(shí),加爾各答正在形成印度的科學(xué)研究中心,加爾各答大學(xué)和拉曼小組在這里面成了眾望所歸的核心。1921年,由拉曼代表加爾各答大學(xué)去英國(guó)講學(xué),說(shuō)明了他們的成果已經(jīng)得到了國(guó)際上的認(rèn)同。
科學(xué)家拉曼的生平和事跡

1934年,拉曼和其他學(xué)者一起創(chuàng)建了印度科學(xué)院,并親任院長(zhǎng)。1947年,又創(chuàng)建拉曼研究所。他在發(fā)展印度的科學(xué)事業(yè)上立下了豐功偉績(jī)。拉曼抓住分子散射這一課題是很有眼力的。在他持續(xù)多年的努力中,顯然貫穿著一個(gè)思想,這就是:針對(duì)理論的薄弱環(huán)節(jié),堅(jiān)持不懈地進(jìn)行基礎(chǔ)研究。拉曼很重視發(fā)掘人才,從印度科學(xué)教育協(xié)會(huì)到拉曼研究所,在他的周圍總是不斷涌現(xiàn)著一批批賦有才華的學(xué)生和合作者。就以光散射這一課題統(tǒng)計(jì),在三十年中間,前后就有66名學(xué)者從他的實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了377篇論文。他對(duì)學(xué)生諄諄善誘,深受學(xué)生敬仰和愛戴。拉曼愛好音樂,也很愛鮮花異石。他研究金剛石的結(jié)構(gòu),耗去了他所得獎(jiǎng)金的大部分。晚年致力于對(duì)花卉進(jìn)行光譜分析。在他80壽辰時(shí),出版了他的專集:《視覺生理學(xué)》。拉曼喜愛玫瑰勝于一切,他擁有一座玫瑰花園。拉曼1970年逝世,享年82歲,按照他生前的意愿火葬于他的花園里。
科學(xué)家拉曼的生平和事跡

在X射線的康普頓效應(yīng)發(fā)現(xiàn)以后,海森堡曾于1925年預(yù)言:可見光也會(huì)有類似的效應(yīng)。1928年,喇曼(下圖)在《一種新的輻射》一文中指出:當(dāng)單色光定向地通過透明物質(zhì)時(shí),會(huì)有一些光受到散射。散射光的光譜,除了含有原來(lái)波長(zhǎng)的一些光以外,還含有一些弱的光,其波長(zhǎng)與原來(lái)光的波長(zhǎng)相差一個(gè)恒定的數(shù)量。這種單色光被介質(zhì)分子散射后頻率發(fā)生改變的現(xiàn)象,稱為并合散射效應(yīng),又稱為喇曼效應(yīng)。這一發(fā)現(xiàn),很快就得到了公認(rèn)。英國(guó)皇家學(xué)會(huì)正式稱之為“20年代實(shí)驗(yàn)物理學(xué)中最卓越的三四個(gè)發(fā)現(xiàn)之一”。
喇曼效應(yīng)為光的量子理論提供了新的證據(jù)。頻率為ν0的單色光入射到介質(zhì)里會(huì)同時(shí)發(fā)生兩種散射過程:一種是頻率不變(ν=ν0)的散射,即瑞利散射,是由入射光量子與散射分子的彈性碰撞引起的;另一種是頻率改變(ν=ν0±νR)的散射,即喇曼散射,其中νR稱為喇曼頻率。散射光頻率的改變是由于入射光量子與散射分子之間發(fā)生了能量交換,交換的能量(hνR)由散射分子的振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)決定。后人研究表明,喇曼效應(yīng)對(duì)于研究分子結(jié)構(gòu)和進(jìn)行化學(xué)分析都是非常重要的。

拉曼效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)
在光的散射現(xiàn)象中有一特殊效應(yīng),和X射線散射的康普頓效應(yīng)類似,光的頻率在散射后會(huì)發(fā)生變化。頻率的變化決定于散射物質(zhì)的特性。這就是拉曼效應(yīng),是拉曼在研究光的散射過程中于1928年發(fā)現(xiàn)的。在拉曼和他的合作者宣布發(fā)現(xiàn)這一效應(yīng)之后幾個(gè)月,蘇聯(lián)的蘭茲伯格(G.Landsberg)和曼德爾斯坦(L.Mandelstam)也獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了這一效應(yīng),他們稱之為聯(lián)合散射。拉曼光譜是入射光子和分子相碰撞時(shí),分子的振動(dòng)能量或轉(zhuǎn)動(dòng)能量和光子能量疊加的結(jié)果,利用拉曼光譜可以把處于紅外區(qū)的分子能譜轉(zhuǎn)移到可見光區(qū)來(lái)觀測(cè)。因此拉曼光譜作為紅外光譜的補(bǔ)充,是研究分子結(jié)構(gòu)的有力武器。
1930年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予印度加爾各答大學(xué)的拉曼(SirChandrasekhara Venkata Raman,1888——1970),以表彰他研究了光的散射和發(fā)現(xiàn)了以他的名字命名的定律。
1921年夏天,航行在地中海的客輪“納昆達(dá)”號(hào)(S.S.Narkunda)上,有一位印度學(xué)者正在甲板上用簡(jiǎn)便的光學(xué)儀器俯身對(duì)海面進(jìn)行觀測(cè)。他對(duì)海水的深藍(lán)色著了迷,一心要追究海水顏色的來(lái)源。這位印度學(xué)者就是拉曼。他正在去英國(guó)的途中,是代表了印度的最高學(xué)府——加爾各答大學(xué),到牛津參加英聯(lián)邦的大學(xué)會(huì)議,還準(zhǔn)備去英國(guó)皇家學(xué)會(huì)發(fā)表演講。這時(shí)他才33歲。對(duì)拉曼來(lái)說(shuō),海水的藍(lán)色并沒有什么稀罕。他上學(xué)的馬德拉斯大學(xué),面對(duì)本加爾(Bengal)海灣,每天都可以看到海灣里變幻的海水色彩。事實(shí)上,他早在16歲(1904年)時(shí),就已熟悉著名物理學(xué)家瑞利用分子散射中散射光強(qiáng)與波長(zhǎng)四次方成反比的定律(也叫瑞利定律)對(duì)蔚藍(lán)色天空所作的解釋。不知道是由于從小就養(yǎng)成的對(duì)自然奧秘刨根問底的個(gè)性,還是由于研究光散射問題時(shí)查閱文獻(xiàn)中的深入思考,他注意到瑞利的一段話值得商榷,瑞利說(shuō):“深海的藍(lán)色并不是海水的顏色,只不過是天空藍(lán)色被海水反射所致?!比鹄麑?duì)海水藍(lán)色的論述一直是拉曼關(guān)心的問題。他決心進(jìn)行實(shí)地考察。于是,拉曼在啟程去英國(guó)時(shí),行裝里準(zhǔn)備了一套實(shí)驗(yàn)裝置:幾個(gè)尼科爾棱鏡、小望遠(yuǎn)鏡、狹縫,甚至還有一片光柵。望遠(yuǎn)鏡兩頭裝上尼科爾棱鏡當(dāng)起偏器和檢偏器,隨時(shí)都可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他用尼科爾棱鏡觀察沿布儒斯特角從海面反射的光線,即可消去來(lái)自天空的藍(lán)光。這樣看到的光應(yīng)該就是海水自身的顏色。結(jié)果證明,由此看到的是比天空還更深的藍(lán)色。他又用光柵分析海水的顏色,發(fā)現(xiàn)海水光譜的最大值比天空光譜的最大值更偏藍(lán)。可見,海水的顏色并非由天空顏色引起的,而是海水本身的一種性質(zhì)。拉曼認(rèn)為這一定是起因于水分子對(duì)光的散射。他在回程的輪船上寫了兩篇論文,討論這一現(xiàn)象,論文在中途停靠時(shí)先后寄往英國(guó),發(fā)表在倫敦的兩家雜志上。
拉曼返回印度后,立即在科學(xué)教育協(xié)會(huì)開展一系列的實(shí)驗(yàn)和理論研究,探索各種透明媒質(zhì)中光散射的規(guī)律。許多人參加了這些研究。這些人大多是學(xué)校的教師,他們?cè)谛菁偃諄?lái)到科學(xué)教育協(xié)會(huì),和拉曼一起或在拉曼的指導(dǎo)下進(jìn)行光散射或其它實(shí)驗(yàn),對(duì)拉曼的研究發(fā)揮了積極作用。七年間他們共發(fā)表了大約五六十篇論文。他們先是考察各種媒質(zhì)分子散射時(shí)所遵循的規(guī)律,選取不同的分子結(jié)構(gòu)、不同的物態(tài)、不同的壓強(qiáng)和溫度,甚至在臨界點(diǎn)發(fā)生相變時(shí)進(jìn)行散射實(shí)驗(yàn)。1922年,拉曼寫了一本小冊(cè)子總結(jié)了這項(xiàng)研究,題名《光的分子衍射》,書中系統(tǒng)地說(shuō)明了自己的看法。在最后一章中,他提到用量子理論分析散射現(xiàn)象,認(rèn)為進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)有可能鑒別經(jīng)典電磁理論和光量子1923年4月,他的學(xué)生之一拉瑪納桑(K.R.Ramanathan)第一次觀察到了光散射中顏色改變的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)是以太陽(yáng)作光源,經(jīng)紫色濾光片后照射盛有純水或純酒精的燒瓶,然后從側(cè)面觀察,卻出乎意料地觀察到了很弱的綠色成份。拉瑪納桑不理解這一現(xiàn)象,把它看成是由于雜質(zhì)造成的二次輻射,和熒光類似。因此,在論文中稱之為“弱熒光”。然而拉曼不相信這是雜質(zhì)造成的現(xiàn)象。如果真是雜質(zhì)的熒光,在仔細(xì)提純的樣品中,應(yīng)該能消除這一效應(yīng)。
在以后的兩年中,拉曼的另一名學(xué)生克利希南(K.S.Krishnan)觀測(cè)了經(jīng)過提純的65種液體的散射光,證明都有類似的“弱熒光”,而且他還發(fā)現(xiàn),顏色改變了的散射光是部分偏振的。眾所周知,熒光是一種自然光,不具偏振性。由此證明,這種波長(zhǎng)變化的現(xiàn)象不是熒光效應(yīng)。
拉曼和他的學(xué)生們想了許多辦法研究這一現(xiàn)象。他們?cè)噲D把散射光拍成照片,以便比較,可惜沒有成功。他們用互補(bǔ)的濾光片,用大望遠(yuǎn)鏡的目鏡配短焦距透鏡將太陽(yáng)聚焦,試驗(yàn)樣品由液體擴(kuò)展到固體,堅(jiān)持進(jìn)行各種試驗(yàn)。
與此同時(shí),拉曼也在追尋理論上的解釋。1924年拉曼到美國(guó)訪問,正值不久前A.H.康普頓發(fā)現(xiàn)X射線散射后波長(zhǎng)變長(zhǎng)的效應(yīng),而懷疑者正在挑起一場(chǎng)爭(zhēng)論。拉曼顯然從康普頓的發(fā)現(xiàn)得到了重要啟示,后來(lái)他把自己的發(fā)現(xiàn)看成是“康普頓效應(yīng)的光學(xué)對(duì)應(yīng)”。拉曼也經(jīng)歷了和康普頓類似的曲折,經(jīng)過六七年的探索,才在1928年初作出明確的結(jié)論。拉曼這時(shí)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到顏色有所改變、比較弱又帶偏振性的散射光是一種普遍存在的現(xiàn)象。他參照康普頓效應(yīng)中的命名“變線”,把這種新輻射稱為:“變散射”(modified scattering)。拉曼又進(jìn)一步改進(jìn)了濾光的方法,在藍(lán)紫濾光片前再加一道鈾玻璃,使入射的太陽(yáng)光只能通過更窄的波段,再用目測(cè)分光鏡觀察散射光,竟發(fā)現(xiàn)展現(xiàn)的光譜在變散射和不變的入射光之間,隔有一道暗區(qū)。
就在1928年2月28日下午,拉曼決定采用單色光作光源,做了一個(gè)非常漂亮的有判決意義的實(shí)驗(yàn)。他從目測(cè)分光鏡看散射光,看到在藍(lán)光和綠光的區(qū)域里,有兩根以上的尖銳亮線。每一條入射譜線都有相應(yīng)的變散射線。一般情況,變散射線的頻率比入射線低,偶爾也觀察到比入射線頻率高的散射線,但強(qiáng)度更弱些。
不久,人們開始把這一種新發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象稱為拉曼效應(yīng)。1930年,美國(guó)光譜學(xué)家武德(R.W.Wood)對(duì)頻率變低的變散射線取名為斯托克斯線;頻率變高的為反斯托克斯線。
拉曼發(fā)現(xiàn)反常散射的消息傳遍世界,引起了強(qiáng)烈反響,許多實(shí)驗(yàn)室相繼重復(fù),證實(shí)并發(fā)展了他的結(jié)果。1928年關(guān)于拉曼效應(yīng)的論文就發(fā)表了57篇之多??茖W(xué)界對(duì)他的發(fā)現(xiàn)給予很高的評(píng)價(jià)。拉曼是印度人民的驕傲,也為第三世界的科學(xué)家作出了榜樣,他大半生處于獨(dú)立前的印度,竟取得了如此突出的成就,實(shí)在令人欽佩。特別是拉曼是印度國(guó)內(nèi)培養(yǎng)的科學(xué)家,他一直立足于印度國(guó)內(nèi),發(fā)憤圖強(qiáng),艱苦創(chuàng)業(yè),建立了有特色的科學(xué)研究中心,走到了世界的前列。
網(wǎng)上報(bào)名
  • 姓名:
  • 專業(yè):
  • 層次: ??分?jǐn)?shù):
  • 電話:
  • QQ/微信:
  • 地址:

文中圖片素材來(lái)源網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系644062549@qq.com刪除

轉(zhuǎn)載注明出處:http://www.tengyi66.com