комбинационное рассеяние света

COMBINATIONAL LIGHT SCATTERING V. S. GORELIK The description of the nature of combinational light scattering and its properties for the simplest crystalline structures is given. The possibilities for applications of combinational light scattering technique in microscopy, biology and medicine are discussed. © ÉÓÂÎËÍ Ç.ë., 1997 Ä̇ÎËÁËÛÂÚÒfl ÔËÓ‰‡ ÍÓÏ·Ë̇ˆËÓÌÌÓ„Ó ‡ÒÒÂflÌËfl Ò‚ÂÚ‡ Ë ÔË‚Ó‰flÚÒfl Â„Ó Ò‚ÓÈÒÚ‚‡ ‰Îfl ÔÓÒÚÂȯËı ÍËÒÚ‡Î΢ÂÒÍËı ÒÚÛÍÚÛ. é·ÒÛʉ‡˛ÚÒfl ‚ÓÁÏÓÊÌÓÒÚË ÔËÏÂÌÂÌËfl ÏÂÚÓ‰‡ ÍÓÏ·Ë̇ˆËÓÌÌÓ„Ó ‡ÒÒÂflÌËfl Ò‚ÂÚ‡ ‚ ÏËÍÓÒÍÓÔËË, ·ËÓÎÓ„ËË Ë Ï‰ˈËÌÂ. КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА Ç. ë. ÉéêÖãàä åÓÒÍÓ‚ÒÍËÈ „ÓÒÛ‰‡ÒÚ‚ÂÌÌ˚È ÚÂıÌ˘ÂÒÍËÈ ÛÌË‚ÂÒËÚÂÚ ÇÇÖÑÖçàÖ При распространении волн в материальной среде простейшая ситуация соответствует отсутствию какого-либо взаимодействия между волнами. При этом волны проникают одна сквозь другую без каких-либо изменений частоты, амплитуды и фазы соответствующих колебательных процессов. Более сложная картина реализуется для взаимодействующих волн. В частности, для таких волн может быть осуществлен процесс амплитудной модуляции высокочастотных колебаний низкочастотными. В результате модуляции наряду с исходными волнами с высокой (ω0) и низкой (Ω) частотами возникают комбинационные волны с частотами ω0 − Ω и ω0 + Ω. Именно это свойство волн было использовано создателями радиотелеграфа в конце XIX столетия. При этом несущей высокочастотной волной служила радиоволна, а низкочастотные волны соответствовали звуковому диапазону и представляли собой необходимую для передачи информацию. Как известно, впервые беспроволочный телеграф на основе модуляции электромагнитных волн радиодиапазона (ω0 ∼ 1011 Гц) низкочастотными сигналами азбуки Морзе был осуществлен в 1895 году в опытах А.С. Попова. Аналогичные исследования проводились в то же время на Западе Ф. Брауном и Т. Маркони. В 1909 году за создание беспроволочного телеграфа они были удостоены Нобелевской премии. Ф. Браун был профессором кафедры физики в Страсбургском университете, когда в 1899 году для продолжения своего образования, начатого в Новороссийском университете, в Страсбург прибыл Л.И. Мандельштам. Объектом исследования Л.И. Мандельштама стали акустические волны в твердых телах. Как выяснилось, такие волны существуют в материальных средах даже при отсутствии каких-либо внешних звуковых сигналов. В связи с этим Л.И. Мандельштам в 1926 году опубликовал работу, в которой рассмотрел вопрос о модуляции световых волн в твердых телах тепловыми (акустическими) волнами. Он пришел к выводу, что при распространении света в кристаллах должно происходить рассеяние, сопровождающееся изменением частоты ω0 исходного монохроматического излучения до значений ω0 ± Ω, где Ω – частота соответствующих акустических колебаний кристалла. ÉéêÖãàä Ç.ë. äéåÅàçÄñàéççéÖ êÄëëÖüçàÖ ëÇÖíÄ 91 Опыты по исследованию рассеяния света в конденсированных средах были начаты с 1926 года в Москве Г.С. Ландсбергом и Л.И. Мандельштамом. Одним из объектов исследований был кристаллический кварц, в качестве источника возбуждающего излучения применялись интенсивные линии ртутной лампы, выделенные из спектра газового разряда с помощью абсорбционных светофильтров. В результате этих опытов было установлено, что действительно в спектре рассеянного света присутствует слабое излучение, частота которого сдвинута по отношению к частоте первичного, возбуждающего излучения. При этом оказалось, что в спектре имеется несколько симметричных относительно частоты ω0 возбуждающего излучения спутников с частотами ω0 − Ωj (стоксов спутник) и ω0 + Ωj (антистоксов спутник). Выяснилось также, ч