在思考中行动

13.2　拉曼：在思考中行动

拉曼，印度人，1930年荣获诺贝尔物理学奖。

一次，拉曼在英国讲学取道地中海回国时，途中水天一色、蔚蓝苍茫的大海深深地震撼着他的心灵。他突然对海水为什么是蓝色产生了强烈的疑问，他甚至等不到回国，就开始在船上着手探索起这个奥秘来。当时，对“海水为什么是蓝色”普遍的解释是认为海水本身没有颜色，只是海水反射天空的颜色，所以跟天空一样呈现蓝色。英国物理学家瑞利是这样研究解释的：晴朗的天空之所以呈现蓝色，是由于大气分子的散射。由于不规则的分子运动，在大气中不断产生不均匀的疏密部分，因而使太阳光散射。根据瑞利定律，浅蓝色和蓝色光比黄色和红色光散射得厉害，故散射光中波长较短的蓝光占优势。清晨日出和傍晚日落时，我们会看到太阳呈红色，这是因为此时太阳光几乎平行于地面，穿过的大气层最厚，所以波长较短的蓝光、黄光等几乎都朝侧向散射，仅剩下波长较长的红光到达观察者的眼中。

瑞利对海水蓝色的论述一直是拉曼关心的问题，并对此产生了怀疑，他开始着手对海水颜色进行研究。他准备了一套实验装置，其中包括几个棱镜、小望远镜、狭缝、一片光栅。他用棱镜吸取来自天空的光来观察海面，这样看到的海水应该是本身的颜色。但结果发现，由此看去的是比天空更深的蓝色。由此，拉曼认为，海水的颜色并非是由天空的颜色引起的，而是海水本身的一种性质。拉曼经过反复的研究和实验，用实验和理论分析证明：水分子将太阳光散射从而使海水变蓝色的机理，与大气分子散射阳光使天空变蓝色的机理是一样的。

拉曼继续对此课题进行了研究，这个课题的意义远远超出了他先前的工作目的。他研究和发现的“拉曼效应”、“拉曼反射散射”、“拉曼光谱”为光量子理论提供了有力的实验证据。