海水是无色透明的,而大海是蓝色的,为什么呢?这个在当代东谈主看来颇为简便、被列入《十万个为什么》的问题,在一个世纪曩昔,科学家们却搞不了了,直到一位印度科学家进行深刻商榷,给出完好意思谜底裙底 偷拍,他也因此得到诺贝尔奖……
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1921年夏天,在欧亚大陆与非洲大陆之间的地中海上,一艘豪华汽船缓缓行驶着。湛蓝渺茫的海面水静无波。船尾的船面上,一个八九岁的男孩与母亲正在看海。
“大海为什么是蓝色的?”男孩倏得提问。慈蔼的母亲一时语塞,便向傍边的一位印度籍中年东谈主投去乞助的主张。
中年东谈主蹲下来,牵着小男孩的手,游移了顷刻间说:“这是因为海水反射了太空的蓝色。”
蓝色的地中海(汇集图)
中年东谈主之是以游移,是因为男孩所问的问题,他仍是柔软有些年初。他洽商本次返航回到印度,便全力商榷这个问题。
他叫拉曼,33岁,时任印度的最高学府——加尔各答大学物理学赞成。
在加尔各答大学,拉曼宽泛讲课外,攥紧技能进行声学和力学商榷。他的商榷后果引起了英国科学界的留心。
其时的印度属于英国的隶属国,拉曼心中澌灭着酷热的爱国主义情感。他以为欧洲东谈主能办到的事儿,印度东谈主也能办到。
多年的科学商榷中,拉曼对英国物理学家瑞利(注一)对于光的散射(注二)的表面产生了怀疑。
瑞利通过施行得出一个论断,即太阳光遭遇大气分子后,红色光大部分被收受,蓝色光大部分被散射,是以太空一般呈蓝色;他进一步算计说,之是以海水莫得颜料,看起来是蓝色,是因为反射了太空的颜料。
太空中的蓝色是这么酿成的(汇集图)
不知谈是由于从小就养成的对当然玄机刨根问底的民风,照旧由于商榷光散射问题时查阅文件中的深刻想考,拉曼一直对瑞利的算计——大海反射了太空的颜料而变蓝感到怀疑。
这种怀疑,一直抓续到他代表印度科学界出席在英国牛津召开的英国大学会议,乘船经过地中海,遭遇这位好奇的男孩。为了不让男孩失望,他便“借”瑞利的话进行回复。
话说拉曼答完男孩的问题后,内心总嗅觉不屈稳。他快步回到船舱,翻阅了关联贵寓;见莫得法令,便拿出一台尼科尔棱镜(注三),来到船面上,仔细不雅察海面。
之是以选用这种镜子,是因为不雅察从海面反射的明朗时,不错消去来自太空的蓝光裙底 偷拍,这么看到的光即是海水自身的颜料。
尼科尔棱镜暗示图(汇集图)
“天啊,海水的颜料竟然比太空的蓝色更深,”拉曼小声咕哝着,“正本,蓝色的大海根底不是反射蓝色的太空,瑞利的话不对。”
百闻不如一见,拉曼阐发瑞利的第二个问题是错的。然则,由于短缺更多的施行设备,他只可阻挡住好奇心,准备回到印度再商榷。
一齐上,男孩的问题一直萦绕在他脑海,挥之不去。
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当年9月,刚刚回到加尔各答大学,拉曼便与助手一齐探索蓝色大海的玄机。他用光栅分析海水的颜料,发现海水光谱的最大值比太空光谱的最大值更蓝。这进一步说明大海的颜料并非由太空的颜料引起,而是其自己的一种特点。
接着,拉曼通过不雅察明朗穿过白清水及冰块时的散射的施行,得到许多有劲的字据,最终取得可喜的后果。
1922年《英国皇家学会会报》发表了拉曼的一篇论文。文中邃密分析了水分子对明朗的散射使海水显出蓝色的旨趣:太阳光是由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光复合而成,从红光到紫光,波长由长渐短,其中波长较长的红光、橙光、黄光穿透智力强,最易被水分子所收受;波长较短的蓝光穿透智力弱,遭遇白净海水时,最易被水分子散射,这即是蓝色大海的简直玄机。
论文终末暴露,瑞利对于蓝色太空的论断是正确的,但对蓝色海水的解释不对理。
探索蓝色太空玄机的瑞利(汇集图)
拉曼终于用步履告诉众东谈主:欧洲东谈主不一定能办到的事儿,印度东谈主也能办到。
让拉曼更繁荣喜的是,他在施行中发现,光的散射这一课题的商榷趣味远远超出了课题自己:它很可能把光学带到艰深的物理化学领域。
开心色播这种信念对拉曼的后期职责带来两方面影响:一是把光的散射问题手脚加尔各答大学科研行为的主题之一;二是通过各式小巧的施行商榷光的散射,并归纳成一种物理风景。
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而后5年多技能,拉曼与助手一齐,全力商榷光经过固体、液体暖热体物资时发生的散射风景。施行中,他们屡次改造光源、透镜、检测器等,只为证明数据的准确。
1928年2月28日下昼,拉曼与助手作念了一个在光学上具有遑急趣味的施行。他从目测分光镜里看到在蓝光和绿光的区域里,有两根以上的狠恶亮线;这两根线的波长比入射光频率更低。
概括之前施行,拉曼得出一个论断:明朗照耀到样品名义时,物资中的分子收受了部分能量,发生不同神志和进度的振动,然后散射出较低频率的光。
拉曼施行简图(汇集图)
半个月后的3月16日,拉曼在南印度科学协会开拓大会上,作了以《一种新的辐照》为题的敷陈,敷陈中详确先容了施行进程及表面解释。不久,英国物理学家普林赛姆漠视把拉曼对于光散射的论断称为“拉曼效应”。这一称法很快被列国科学家给与。
一石激起千层浪。拉曼效应传遍全宇宙,引起外洋科学界的高度评价和极大柔软。英国皇家学家将之称为“(十九世纪)二十年代施行物理学最不凡的三四个发现之一(《本日科学》杂志)”,好意思国光谱学泰斗伍德则以为“拉曼赞成为分子结构的商榷开辟了全新的领域……”
1928—1937年间,宇宙上发表了1785篇对于拉曼效应的论文,商榷告捷了2500种以上的化合物。
拉曼效应的发现,不但为商榷物理结构提供了一种灵验的妙技,也为全宇宙科学商榷开辟了一条新的谈路。拉曼因此得到1930年度诺贝尔物理学奖,成为第一个荣获诺贝尔科学奖的亚洲东谈主。
传奇,获奖音信是加尔各答一家新闻机构进行电话见告的。其时,拉曼正在施行室里专心职责,他的学生接到电话后,冲进施行室,繁荣地敷陈这一音信。
拉曼响应很安逸,只问了一句话:“是我独享,照旧必须与目生东谈主共享?”
好像,他的想维仍是跳到水平如镜的地中海上,我梗直用尼科尔棱镜不雅察湛蓝色的大海……
拉曼像(汇集图)
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【东谈主物档案】
拉曼(1888—1970),印度物理学家,因光散射方面的商榷职责和喇曼效应的发现,得到了1930年度的诺贝尔物理学奖,是为第一位得到诺贝尔物理学奖的亚洲科学家。他也赞成家,从事商榷生的培养职责,并将其中好多优秀东谈主材运送到印度的许多遑急岗亭。1934年,拉曼和其他学者一齐创建了印度科学院,并亲任院长。
【谛视】
1、 瑞利(1842—1919):英国物理学家,宇宙上第一个用科学讲解“太空为什么是蓝色”的东谈主。原名约翰·威廉·斯特拉特,敬称瑞利男爵三世。1892年瑞利从密度的测量中发现了第一个惰性气体——氩;1904年因发明“瑞利散射”而得到诺贝尔物理学奖。
2、 光的散射:光在传播进程中,会不休遭遇间隔物,当间隔物的大小和波长差未几的技能,间隔物会有采取性得透光明朗,而使得另一些光的传播方针发生偏转,就好像三棱镜能让光散开相似,这个风景叫光的散射。
3、 尼科尔棱镜:欺诈光的全反射旨趣与晶体的双折射风景制成的一种偏振仪器裙底 偷拍。
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