Российский физик Мандельштам. Эффект Мандельштама

Леонид Исаакович Мандельштам
1879—1944

Эффект Мандельштама—Бриллюэна

Продолжая размышлять над проблемами молекулярного рассеяния, Мандельштам в 1918 году пришел к выводу, что процесс рассасывания флуктуации плотности в среде должен вызывать модуляцию амплитуды рассеянных флуктуациями световых волн. Всякая модуляция волн вызывает изменение их частоты. Например, при радиопередаче диктор, говоря в микрофон, модулирует со звуковыми частотами амплитуду радиоволн, и в излучении радиостанции, кроме основной, несущей частоты, появляются боковые полосы частот.

Процесс возникновения и рассасывания флуктуации можно представить как результат наложения упругих акустических волн, распространяющихся в среде по всевозможным направлениям со скоростью звука. Эти волны модулируют рассеянную веществом световую волну, так что в рассеянном свете, помимо основной, несущей частоты ?0 (частота падающего света) появляются дополнительные частоты v₀ + v и v₀ — v, где v — частота модулирующих акустических колебаний.

Относительное изменение частоты (v / v) равно отношению скорости звука в веществе к скорости света. Скорость звука даже в твердых кристаллах типа кварца составляет около 6*10³ м/с, а скорость света —3*10⁸ м/с, так что относительное изменение частоты составляет тысячные доли процента. Таким образом, модуляция при рассеянии света на флуктуациях плотности — очень тонкий эффект. К этому надо добавить, что интенсивность молекулярного рассеяния весьма мала (10^-6 или 10^-7 от интенсивности падающего света).

Долгое время Мандельштам не имел возможности поставить тонкие эксперименты по проверке своего теоретического предсказания; поэтому он опубликовал соответствующую статью только в 1926 году. В 1922 году появилась статья французского физика Бриллюэна, содержавшая часть теоретических результатов Леонида Исааковича. Описанное явление было позднее экспериментально обнаружено и получило название эффекта Мандельштама—Бриллюэна. Однако до этого было сделано очень важное открытие.

По материалам книги
"Замечательные ученые"
под ред. С.П. Капицы

предыдущая / главная / следующая страница