间,特别是获得诺贝尔物理学奖以后,不断有学生、教师和访问学者到这里向他学习、沟通和合作,逐渐形成了以他为核心的学术团体,加尔各答也逐渐成为印度的科学研究中心。
1921年夏天,拉曼乘坐轮船在地中海航行,研究海水呈蓝色的原因。之前瑞利曾经得出一个结论,认为“深海的颜色并不是海水的颜色,而是反射天空蓝色的结果”。拉曼经过仔细的测量,滤去天空的反射光线,剩下的海水呈现出更深的蓝色。很显然,海水的颜色并不是天空颜色的反射,而是海水本身的一种属性。拉曼认为这一定起因于水分子对光的散射。回到印度后,拉曼立刻动员很多人在科学教育协会的实验室里开展光的散射实验。他们先是考察各种媒质分子散射时所遵循的规律,选取不同的分子结构、不同的物质、不同的压强与温度,甚至在临界点发生相变时进行散射实验。
1922年,他提出了用量子理论分析散射现象,认为进一步实验有可能鉴别出经典电磁理论和光量子碰撞理论的适用范围。
1923年4月,他的一个学生拉玛纳桑(K.R.Ramanathan)第一次观察到了光散射中颜色改变的现象。实验是以太阳作光源,经紫色滤光片后照射盛有纯水或纯酒精的烧瓶,然后从侧面观察,出乎意料地观察到了很弱的绿色成份。拉玛纳桑把这种现象看作是杂质影响的结果,是杂质造成的二次辐射,和荧光类似。敏锐的拉曼不同意这种看法,如果是杂质影响的结果,在仔细提纯的样品中,就不会出现这种现象。在接下来的两年中,拉曼的另一名学生克利希南(K.S.krishnan)观测了经过提纯的65种液体的散射光,证明都有类似的“弱荧光”。而且他还发现,颜色改变了的散射光是部分偏振的。大家都知道,荧光是一种自然光,不具有偏振性。由此证明,这种波长变化的现象不可能是荧光效应。与此同时,拉曼也在寻求理论上的解释。
1924年,拉曼应邀到美国访问,正值不久前康普顿发现了X射线散射后波长变长的现象,而质疑者正在挑起一场论战。拉曼显然受到康普顿发现的启示,后来把自己的发现看成是“康普顿效应的光学对应”。
拉曼也经历了与康普顿类似的曲折,经过六、七年的探索,才于1928年初作出结论:比较弱又带偏振性的散射光是一种普遍存在的现象。与X射线散射的康普顿效应类似,入射光的频率在发生散射后会出现变化,频率的变化取决于散射物质的特性。拉曼的《一种新的辐射》首次指出散射光中
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