Большая Советская Энциклопедия (КО)

  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 I_acт , как правило, значительно меньше интенсивности стоксовых линий I_cт . Поскольку вероятность рассеяния пропорциональна числу рассеивающих молекул, то отношение I_acт /I_cт 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, hn_i — колебательный уровень, hn_e — 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.

Комбинационные тона

Комбинацио'нные тона', тона, возникающие в нелинейной акустической системе при наличии двух или нескольких синусоидальных звуковых колебаний (см. Комбинационные колебания ). Частота К. т. выражается через суммы (суммовые К. т.) или разности первичных тонов (разностные К. т.). К. т., возникающие в слуховом аппарате человека при воздействии на него звука большой интенсивности, называют субъективными (так называемые тона Тартини). Причиной их образования является нелинейность процесса восприятия звука, а также нелинейность механической системы слухового аппарата. Особое значение имеют разностные субъективные К. т., из-за которых более громкие звуки кажутся богаче низкими тонами. Объективными называют К. т., образующиеся вне человеческого уха, например благодаря нелинейности самого источника звука или звукопроводящей среды (см. Нелинейная акустика ). К. т. имеют большое значение для теории музыкальных инструментов; кроме того, они находят применение при исследованиях нелинейных искажений в акустической аппаратуре.