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[转载]拉曼: sixiangzhe14 2020-9-11 22:17; mos2不同层数拉曼谱拉曼谱信息; 个人分类: 拉曼光谱|0 个评论

神奇的国度：你不知道的印度诺贝尔物理学奖: 热度 23 张海霞 2017-5-29 13:56; 邻国，印度，佛教的发源地，离我们很近的一块神奇的土地，可是，长这么大我对印度真的很不了解，或者了解的很片面，知道的也几乎都是负面的消息： 20 多年前先生去印度出差，回来以后就一句话：千万不能去印度！除了泰姬陵美轮美奂以外，其他的地方简直是无法立足，饮用水和食物都难以接受，千万不能去！在美国的时候，邻居有一家是印度人，男的在大学里任职，女的在家里操持，几年之内生了四个男孩，家里简直是鸡飞狗跳，那个妈妈累得脱形…… 几年前一个在北大做博士后的小伙子来找我，希望我给他的未婚妻提供一个类似博士后的研究位置，我被他的诚心感动（真的没想到印度还有这样为妻子着想的未婚夫）接纳了他的妻子来我的科研小组工作，做的不错，回国前给两个孩子饯行，没想到他们的一番话又让我的心凉到了冰点：他们说我们没有办法在印度找到工作，因为印度的大学和研究所的位置全部需要“行贿”才能获得，而他们都来自普通家庭没有钱去行贿因此也就根本没有资格去找教职，所以他们还要在中国或者东南亚找工作，后来他俩去了深圳…… 去年五一看电影《大唐玄奘》，坐在我旁边的一对小年轻的对话：“印度难道不是一直说英语吗？” 让我对印度更是嘘嘘不已：被殖民地的耻辱真的是太难以洗刷！ …… 这就是我所知道的印度的只言片语：落后、贫穷、重男轻女、腐败、贿赂、殖民……真的，很抱歉，几乎没有一个好的词能够让我第一时间和印度挂上钩，可是这个《摔跤吧，爸爸》确实让我对印度开始刮目相看，让我对本来很不感冒的邻国--印度一下子有了兴趣，很意外的一次机会知道我们天天用的“拉曼光谱”竟然是印度人拉曼发明的，让我更是一发不可收拾地想了解印度--这片神奇的土地，我们都知道印度大文豪泰戈尔获得过诺贝尔文学奖，可我们真的难以想象印度竟然还是亚洲第一个获得诺贝利科学奖的国度，这个人就是1930年获得物理学奖的钱德拉塞卡拉·拉曼，53年后的1983年他的侄子苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡也获得了物理学奖，他们的故事颇具传奇色彩，也很值得大家深思，特别找来与大家分享：拉曼（ SirChandrasekhara Venkata Raman, 1888-1970 ）因光散射的研究和发现拉曼效应获得了 1930 年度的诺贝尔物理学奖，第一位获得诺贝尔物理学奖的亚洲科学家。拉曼 1888 年 11 月 7 日出生于印度南部的特里奇诺波利。父亲是一位大学数学、物理教授，自幼对他进行科学启蒙教育，他天资出众， 16 岁大学毕业，以第一名获物理学金奖。 1906 年，他仅 18 岁，就在英国著名科学杂志《自然》发表了论文，是关于光的衍射效应的。 19 岁又以优异成绩获硕士学位。由于生病，拉曼失去了去英国某个著名大学作博士论文的机会。独立前的印度，如果没有取得英国的博士学位，就意味着没有资格在科学文化界任职。但会计行业是当时唯一例外的行业，不需先到英国受训。于是拉曼就投考财政部以谋求一份职业，结果获得第一名，被授予了总会计助理的职务。拉曼在财政部工作很出色，担负的责任也越来越重，但他并不想沉浸在官场之中。他念念不忘自己的科学目标，把业余时间全部用于继续研究声学和乐器理论。加尔各答有一所学术机构，叫印度科学教育协会，里面有实验室，拉曼就在这里开展他的声学和光学研究。经过十年的努力，拉曼在没有高级科研人员指导的条件下，靠自己的努力作出了一系列成果，也发表了许多论文。 1917 年加尔各答大学破例邀请他担任物理学教授，使他从此能专心致力于科学研究。他在加尔各答大学任教十六年期间，逐渐在加尔各答形成了以拉曼为核心的印度科学研究中心，团结和影响了一大批著名学者，物理学家沙哈（ M.N.Saha ）和玻色（ S.N.Bose ）就是其中之一。 1921 年夏天，由拉曼代表加尔各答大学乘坐客轮 “ 纳昆达 ” 号去英国讲学，他对海水的深蓝色着了迷，一心要追究海水颜色的来源，他在甲板上用简便的光学仪器俯身对海面进行观测。他在回程的轮船上写了两篇论文，讨论这一现象，论文在中途停靠时先后寄往英国，发表在伦敦的两家杂志上。拉曼返回印度后，立即在科学教育协会开展一系列的实验和理论研究，探索各种透明媒质中光散射的规律，许多人参加了这些研究，七年间他们共发表了大约五六十篇论文。 1922 年，拉曼写了一本小册子总结了这项研究，题名《光的分子衍射》，书中系统地说明了自己的看法。在最后一章中，他提到用量子理论分析散射现象，认为进一步实验有可能鉴别经典电磁理论和光量子。拉曼和他的学生们想了许多办法研究这一现象。与此同时，拉曼也在追寻理论上的解释。 1924 年拉曼到美国访问，正值不久前 A.H. 康普顿发现 X 射线散射后波长变长的效应，而怀疑者正在挑起一场争论。拉曼显然从康普顿的发现得到了重要启示，后来他把自己的发现看成是 “ 康普顿效应的光学对应 ” 。直到 1928 年 2 月 28 日下午，拉曼采用单色光作光源做了一个非常漂亮的有判决意义的实验：他从目测分光镜看散射光，看到在蓝光和绿光的区域里，有两根以上的尖锐亮线。每一条入射谱线都有相应的变散射线。一般情况，变散射线的频率比入射线低，偶尔也观察到比入射线频率高的散射线，但强度更弱些。不久，人们开始把这一种新发现的现象称为拉曼效应。利用拉曼光谱可以把处于红外区的分子能谱转移到可见光区来观测。因此拉曼光谱作为红外光谱的补充，是研究分子结构的有力武器。拉曼发现反常散射的消息传遍世界，引起了强烈反响，许多实验室相继重复，证实并发展了他的结果。科学界对他的发现给予很高的评价。 1930 年诺贝尔物理学奖授予印度加尔各答大学的拉曼，以表彰他研究了光的散射和发现了以他的名字命名的定律。 1934 年，拉曼和其他学者一起创建了印度科学院，并亲任院长。 1947 年，又创建拉曼研究所。在他 80 寿辰时，出版了他的专集：《视觉生理学》。拉曼 1970 年逝世，享年 82 岁，按照他生前的意愿火葬于他的花园里。这就是印度科学界的传奇人物拉曼的一生，为发展印度的科学事业上立下了丰功伟绩，立足印度，无师自通，在条件极其艰苦又没有外援的情况下建立了走在世界前列的科学研究中心，可以说拉曼的一生是完美的，生于斯、长于斯、成名于斯、值得印度人民为之感到骄傲和自豪，更值得钦佩。那印度第二位获得诺贝尔物理学奖的物理学家，苏布拉马尼扬 · 钱德拉塞卡，拉曼的亲侄子，他的成长和成名却是科学史上的一段公案，别有一番滋味值得品味。钱德拉塞卡于 1910 年出生在英属印度，在家中排名第 3 ，父亲为印度会计暨审计部门的高阶官员，母亲则是一位知识份子，并曾将亨利克 · 易卜生的剧作《玩偶之家》翻译成泰米尔语。钱德拉塞卡起初在家中学习，后来则进入清奈的高中就读（ 1922 年至 1925 年间）。他在 1925 年至 1930 年进入了清奈的院长学院（ Presidency College ），并获得学士学位。钱德拉塞卡在 1930 年 7 月获得印度政府的奖学金，于是前往英国剑桥大学深造，并成为劳夫 · 哈沃德 · 福勒（ Ralph Howard Fowler ）的学生， 1933 年获得英国剑桥大学三一学院博士学位。此后在剑桥任教。在保罗 · 狄拉克的建议下，钱德拉塞卡花费一年的时间在哥本哈根进行研究，并且认识了尼尔斯 · 玻尔。 1937 年 1 月到芝加哥大学任教，并在 1952 年成为天体物理学教授， 1953 年成为美国的公民，为李政道和杨振宁授课， 1983 年因在星体结构和进化的研究而与另一位美国天体物理学家威廉 · 艾尔弗雷德 · 福勒共同获诺贝尔物理学奖， 1995 年功成名就的他因心脏衰竭去世于芝加哥，他一生中写了约四百篇论文。这堪称完美的履历，钱德拉塞卡，出生名门、聪明绝顶、留学名校、师从泰斗、谈笑鸿儒、名留千古 …… 然而真实的故事却不是这样继续发生的。钱德拉塞卡是个有点羞涩的印度青年。 1930 年 19 岁的他因成绩优异获得政府奖学金，只身乘船前往英国剑桥求学。在长达十几天的漫长航行中，他奇迹般地初步计算出一个结果：当白矮星的质量大于太阳质量的 1.44 倍，恒星的最终归宿将不会是白矮星，恒星将塌缩成中子星、黑洞（在成为超新星之后），这就是著名的钱德拉塞卡极限。经过在剑桥的学习，钱德拉塞卡逐步完善了自己的发现。在 1935 年皇家天文学会的会议上，这个 24 岁的青年终于得到宣读自己论文的机会。当钱德拉塞卡在会上宣读完自己的论文后，当时天体物理学界的权威爱丁顿走上讲台。他当众把钱德拉塞卡的讲稿撕成两半，宣称其理论全盘皆错，原因是它得出了一个 “ 非常古怪的结论 ” 。听众顿时爆发出笑声。会议主席甚至没有给这位年轻人答辩的机会。会议结束后，几乎所有人都走到钱德拉塞卡跟前，说： “ 这太糟糕了，太糟糕了 ……” 与爱丁顿的争论持续了几年，没有一个权威科学家愿意站出来支持钱德拉塞卡。最后，他终于明白应该完全放弃这个研究课题。在 1937 年到了芝加哥大学以后不久，他把自己的理论写进了 1939 年出版的系统论述恒星内部结构理论的《恒星结构研究引论》书里。差不多 30 年后，这个后来被称为 “ 钱德拉塞卡极限 ” 的发现得到了天体物理学界的公认。然后又过了 20 年，钱德拉塞卡获得了诺贝尔奖。 1983 年，当他从瑞典国王手中接过诺贝尔奖章时，已是两鬓斑白的垂垂老者。功成名就之时，他选择谅解：“假定当时爱丁顿同意自然界有黑洞 …… 这种结局对天文学是有益处的。 ” 他说， “ 但我不认为对我个人有益。爱丁顿的赞美之词将使我那时在科学界的地位有根本的改变 …… 但我的确不知道，在那种诱惑的魔力面前我会怎么样。 ” 的确，有多少年轻人在功成名就之后，还能长久保持青春活力呢？这些成功的人 “ 对大自然逐渐产生了一种傲慢的态度 ” 。这些人以为自己有一种看待科学的特殊方法，并且这种方法一定是正确的。但实际上， “ 作为大自然基础的各种真理，比最聪明的科学家更加强大和有力 ” 。为避免犯爱丁顿爵士的错误，钱德拉塞卡博士在此后长达五十年的学术生涯里开始不停地探索新领域： 1929 年－ 1939 年，钱德拉塞卡将研究目标集中在恒星结构，也包括白矮星的理论。 1939 年－ 1943 年间，他则继续研究恒星动力学（ Stellar dynamics ）。 1943 年，他出版《恒星动力学原理》一书，运用经典力学讨论星团、星系等天体系统的动力学问题。 1943 年－ 1950 年间，钱德拉塞卡集中研究辐射传输。 1950 年出版《辐射转移》一书，总结了他在恒星和行星大气辐射转移理论方面的主要工作。他处理了有偏振的辐射转移问题，并用量子力学方法计算了作为中介光谱型恒星大气不透明度源泉的负氢离子吸收系数（见负氢离子吸收）。 1950 年开始研究磁流体稳定性与流体动力学，出版《等离子体物理》和《流体动力学和磁流体力学的稳定性》等专著，并从事相对论天体物理的研究。 1971 年开始，他对于黑洞的数学理论进行研究。 1952 ～ 1971 年任美国《天体物理学杂志》主编。他在恒星内部结构理论、恒星和行星大气的辐射转移理论、星系动力学、等离子体天体物理学、宇宙磁流体力学和相对论天体物理学等方面都有重要贡献。 1980 年代后期，他则以引力波碰撞为研究题材。 1990 年至 1995 年之间，他曾研读牛顿的《自然哲学的数学原理》，并在 1995 年出版了《 Newton's Principia for the CommonReader 》。科学面前人人平等，无论你是哪国人或者曾经做出过怎样不可一世的贡献，更不论你是几级的官员和多大的年纪，都跟科学无关。从事科学研究的人，只有像拉曼和他的侄子钱德拉塞卡博士那样对科学真理抱有“上求碧落下黄泉”的孜孜以求的科学精神才终会有所发现，也才会得到世界的认可和尊重！谨以此文致敬拉曼和钱德拉塞卡博士，他们在一个到处都是神、甚至是事事都要问神的国度里追求和实践科学精神，这是怎样的一种执着和伟大？！; 个人分类: 杂文评论|20506 次阅读|27 个评论

用Bilbao Crystallographic Server网站判断晶体的红外和拉曼活性: 热度 1 XRC0808087 2017-5-9 21:06; 红外和拉曼光谱是表征Γ点声子振动和固体结构的一种有效手段，而判断声子模式的对称性是研究红外和拉曼光谱的基础。比如在做拉曼实验之前，首先要根据对称性判断：（ 1 ）要测的材料是否有拉曼活性模？（ 2 ）有多少个拉曼峰？（ 3 ）如果做偏振拉曼实验，不同的偏振方向得到的是什么模式的拉曼散射光？（ 4 ）声子模式对应怎样的原子振动？…… Bilbao Crystallographic Server 网站 ( http://www.cryst.ehu.es/ ) 里的 IR Ramanand Hyper-Raman Modes ( http://www.cryst.ehu.es/rep/sam.htm l ) 模块是一个十分方便且强大的分析红外和拉曼模式的网站。本博客介绍用 IRRaman and Hyper-Raman Modes 分析红外和拉曼模式对称性的方法和步骤。 IR Ramanand Hyper-Raman Modes 网站需要知道晶体的结构。网站有两种输入结构的方法： 1. 空间群序号 +Wyckoff位置的方法； 2.cif 文件的方法。两种方法给出的结果都十分类似，这里主要介绍第一种方法。输入晶体空间群序号点击 show ，然后再输入原子的 Wyckoff 位置。然后你就可以得到以下信息： 1. 点群的特征标表：如果用方法 2 从本地导入 cif 文件，可以得到Γ点声子按照不可约表示进行的分类：由特征标表和声子的不可约表示就可以判断红外和拉曼活性的模式和个数。 2. 拉曼张量的对称性 3. 红外和拉曼活性模表格的含义为每一个Wyckoff位置参各个模式的振动情况，以及每个模式参与振动的原子。比如2d原子参与了A1g, Eg, A2u,Eu振动，A1g只有2d原子参与。 4. 不同的偏振配置得到的拉曼峰在偏振拉曼实验中，并不是所有的拉曼活性模都能够观察到的。入射光和散射光必须满足一定的几何关系时，有活性的拉曼模才可以被探测到。这种入射光和反射光的几何关系，可以从上面的拉曼张量推演出来，也可以点击 Thepolarization selection rules for Raman… 链接了解，如下图所示，其中第一列为实验几何配置的 Porto'snotation 表示。关于 Porto'snotation 可以参考网站所给的链接，或者参考下面的解释： 5. 每个声子模式的原子振动情况点击 More information 下的 show 。在 Mechanical Representation 部分给出了每一个 Wyckoff 位置参与的声子模式及次数。没有数字代表这个 Wyckoff 位置没有参与这个模式的振动。点击表格 Modes 里的 show ，会给出每个模式的具体的原子振动的方向：比如根据上表可知，A1g模式中的2d原子振动是分别向下（-z1）和向上（z2）。根据原子的振动情况，可以总结并绘出类似于下图的振动模式图（自己总结，非网站给出）： 6. 二级红外和拉曼吸收过程需要满足的选择定则多个声子也可以参与红外吸收和拉曼散射（即多声子红外吸收和拉曼散射，相关物理知识可以参考《晶体振动光谱学》（张光寅等高等教育出版社）的第十章）。点击 “Information about second order processes:” ，就可以知道二级红外吸收和拉曼散射所需要满足的对称性，如下图所示：注明：如果研究的材料没有中心反演对称性，那么某些声子模式可能既具有红外活性又具有拉曼活性。在拉曼分析的时候就要十分小心，因为既有红外活性又有拉曼活性的模可能由于 LO-TO 劈裂出现两个峰（劈裂值有时会很大），在分析光谱时要小心区分。推荐阅读书籍 : 张光寅 , 蓝国祥 , 王玉芳 , 晶格振动光谱学 . 北京 : 高等教育出版社 , 2001. 方容川 , 固体光谱学 . 合肥：中国科学技术大学出版社 , 2001. 徐婉棠 , 喀兴林 , 群论及其在固体物理中的应用 . 北京：高等教育出版社 , 1999. 朱自莹 , 顾仁敖 , 陆天虹 , 拉曼光谱在化学中的应用 . 沈阳：东北大学出版社 , 1998.; 20114 次阅读|2 个评论

求助超连续谱产生的数值模拟问题: 热度 3 qianmianduyin 2015-5-6 09:54; 最近在学习微结构光纤的超连续谱数值模拟问题时，遇到一个问题：如何求解GNLSE中的拉曼项，等式右边的积分部分我用龙格库塔法计算时，用fft和ifft来处理积分，这样算出来的结果和参考文献中的结果相差很大。不知同行们是如何处理的，计算时应该注意哪些细节问题，请大牛们指点。; 3178 次阅读|6 个评论

拉曼：唯一真正出自发展中国家的诺奖得主？: 热度 33 yanjx45 2013-1-22 10:26; 中国人得诺贝尔科学奖早已经不是奇事了，但这些得奖者的工作都是在欧美发达国家做的。中国迄今还无一人因在本土所做的科学工作而获得诺奖。检索世界上其他发展中国家的情况，几乎都是如此：获奖者不仅得奖工作是在发达国家做的，而且最终大都加入了发达国家的国籍。检索发现，似乎唯一的例外是印度的拉曼 ( C. V. Raman ， 1888-1970) ，他出生、成长、工作、去世都在印度，且从未改变过国籍。拉曼于 1930 年获诺贝尔物理学奖，是获得诺贝尔科学奖的第一个亚洲人、第一个非白人。他可能迄今仍是唯一真正出自发展中国家的诺贝尔科学奖得主。（另有阿根廷的Bernardo Alberto Houssay 获1947年诺贝尔生理与医学奖，不过Houssay是法国移民的后裔。）拉曼获奖是因为发现了拉曼效应引起的拉曼散射现象，即当光线穿过透明材料时，被偏转的光的波长会变化。这一发现有巨大的价值，进一步证明了光的量子性。有趣的是，拉曼在获奖前数年就充满信心一定能赢得诺贝尔物理学奖。但 1928 年和 1929 年的颁奖结果都让他大失所望。他是如此有信心在 1930 年赢得该奖项，以至他在当年的七月就预订了车船票准备去领奖，尽管该奖项要到十一月才会宣布。他此后每天都会查看报纸上是否有颁奖的消息，如果没有，就将报纸扔得远远的。他最终还是赢得了 1930 年的诺贝尔物理学奖。在获奖后，拉曼在印度的研究工作继续取得重大进展，例如在 1932 年他又发现了光量子的自旋现象，进一步证实了光的量子性质。在 80 多年前的英国殖民地印度，科研条件与当今独立自主的经济总量已达到世界第二的伟大的中国当然不可同日而语。中国本土的科学工作获得诺贝尔科学奖应该是指日可待，找任何推托或借口都是不应当的。; 个人分类: 生活点滴|13477 次阅读|58 个评论

弓弦乐器的奥秘: 热度 10 武际可 2011-10-16 06:27; 个人分类: 科普|9185 次阅读|11 个评论

玖儿可以谈谈群论和红外拉曼选律吗?（补记）: 热度 14 qiongfeng 2011-5-18 05:51; 补记：这篇博文内容不好玩，慎阅。玖儿以前学选律的时候都是以波函数为基准，国内大部分教材都这么写的。那天刚好看到了群论里面谈选律，觉得前所未见，惊呆了，从这另一个视角去看选律，又有了新一层的认识，于是想分享给大家看一看。但内容还是不好玩，玖儿也没讲的很清楚，实在是对不起了。自从在某一篇博文中某个大人物出言不逊，被玖儿骂回去后，玖儿的博客就一直有一些匿名的不太和谐的声音（辛苦编辑了，跟在后面删贴不容易）。有人认为，苍蝇不叮无缝的蛋，认为玖儿伪90，缺乏思考，玖儿这种水平不适合科学网。对于文字文风，玖儿深感抱歉。玖儿小学作文从来没有学好过，是个失败品（尽管后来TOEFL和GRE作文高分），玖儿当努力改进。但攻击玖儿文章内容缺乏思考思想不健康，认为玖儿是有缝的蛋。玖儿只是想说，您这种论证，似乎给强奸犯找到了最好的理由。废话少说，玖儿决定以后写您认为的“严肃”“健康”的文章，玖儿在科学网玩得很high，恕不能如您意转战其他的论坛。今天，玖儿想班门弄斧，谈谈群论和红外拉曼选律。学数学的可能更熟悉群论，玖儿才疏学浅，只想讲讲群论在化学光谱中的一个小part。如若有错，也请您不吝赐教。 1、依据对称性可以将分子划分为不同的点群，如H2O，属于C2v点群，如BF3,属于D3h点群。如图1：以C2v H2O为例，共3N=9个自由度。将H20置于以x,y,z为基准的cartesian坐标系下。对9个自由度，分别作对称变换，我们可以得到如图2: 简化一下，我们就可以得到C2v点群的矩阵表达，如图3： 2、红外光谱基于偶极矩（dipole moment)的变化。红外吸收光谱的波长取决于分子的振动波长，强度取决于由于分子振动导致的偶极矩的变化(@u/@Q)^2。这里红外吸收的选律指的是获得信号大的吸收光谱，就是获得大的偶极矩的变化。对于红外这些振动光谱，着眼的是分子的振动。将cartesian坐标系转换为以r,theta,phi为基准的角坐标系更有利于红外拉曼的表达。在角坐标系中，将偶极矩看作是一个矢量（vector）。如果以偶极矩和分子中心为一平面，饶着垂直于这平面的轴转动(比如说对称轴C3v)，偶极矩会发生变化。有红外活性。图4 简化一下，用这种红外活性的transform用character来表示：图5 再把它放进C3v点群里，分散，得到图6：再放到Cartesian坐标系里，得到图7： A1和E这两类振动形式是红外活性的，A2是非红外活性的。 3.拉曼散射光谱是基于极化率(polarizability)的变化。同红外一样，极化率变化的表达方式，再放到群里分散，再转换坐标系。得到图8。 A1和E这两类振动形式是拉曼活性的，A2是非拉曼活性的。恩，玖儿好累，不玩了，有这闲工夫还不如去跑跑marathon.就这样，谢谢阅读，欢迎讨论，详情请咨询N.B.Colthup。散花，退场。; 3107 次阅读|21 个评论

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