激光光散射譜學(xué)

前言

　　19世紀(jì)末，20世紀(jì)初英國(guó)科學(xué)家米和瑞利對(duì)空氣中微粒受太陽(yáng)光散射的研究打開了光散射研究的序幕，他們發(fā)展了米散射和瑞利散射理論，滿意地解釋天空的云朵為什么呈現(xiàn)白色以及晴朗的天空為什么呈現(xiàn)藍(lán)色、瑞利因研究與光散射有關(guān)的氣體密度和發(fā)現(xiàn)稀有氣體氬，獲得了1904年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)、20世紀(jì)20年代，法國(guó)科學(xué)家布里淵研究與聲波有關(guān)的密度起伏的光散射，發(fā)現(xiàn)光波使聲波產(chǎn)生了多普勒頻移，在入射光兩邊得到了對(duì)稱的散射邊帶（后來為實(shí)驗(yàn)所證實(shí)），這就是布里淵散射、20世紀(jì)20-30年代，印度科學(xué)家拉曼利用水銀燈照射苯溶液等液體，發(fā)現(xiàn)了在水銀燈激發(fā)線的兩邊呈對(duì)稱分布的新輻射譜線，這一輻射稱為拉曼散射，拉曼因發(fā)現(xiàn)這一新的輻射和所取得的許多光散射研究成果而獲得1930年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?！　」馍⑸溲芯康倪M(jìn)展與光散射譜儀的改進(jìn)和發(fā)展息息相關(guān)、一個(gè)世紀(jì)以來光散射譜儀經(jīng)歷了相當(dāng)重要的發(fā)展過程、初期使用的光源汞燈后來由不同功能的激光器，如離子激光器、半導(dǎo)體激光器、固體微型激光器、飛秒激光器等替代、分光棱鏡由兼具色散分光和抑制雜散光功能的全息光柵單色儀或陷波濾波器替代、光散射譜的攝譜檢測(cè)裝置則由光電倍增管、電荷耦合器件（CCD）、電子數(shù)字檢測(cè)裝置替代、由此光散射譜儀的整體水平得到了大大提高、相繼發(fā)展的多種具有先進(jìn)水平的光散射譜儀不斷地引進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室，使得光散射譜學(xué)在眾多學(xué)科領(lǐng)域研究方面發(fā)揮越來越重要的作用。　　作者于1983-1986年期間訪問了美國(guó)科羅拉多大學(xué)、在著名的光散射專家吉·弗·斯科特（J、F、Scott）教授領(lǐng)導(dǎo)的凝聚態(tài)物理實(shí)驗(yàn)室從事鐵電、介電和光電材料的拉曼散射、布里淵散射和動(dòng)態(tài)光散射等研究工作、回國(guó)后在從事科學(xué)研究的同時(shí)為南京大學(xué)理科（物理、化學(xué)、材料科學(xué)、電子科學(xué)、地球科學(xué)等）研究生開設(shè)了《激光光散射譜學(xué)》課程，進(jìn)行每年一學(xué)期的教學(xué)工作、二十年來，作者將光散射原理、實(shí)驗(yàn)技術(shù)及其應(yīng)用系統(tǒng)地貫穿起來，結(jié)合多年的研究工作和國(guó)際學(xué)科發(fā)展動(dòng)向，在教材中不斷引入重要研究結(jié)果，使課程內(nèi)容日趨豐富和系統(tǒng)。當(dāng)前眾多的實(shí)驗(yàn)室裝備了光散射譜儀，越來越多的研究者運(yùn)用光散射譜儀開展研究工作、作者深感有必要寫一本系統(tǒng)、通俗、涵蓋學(xué)科面較寬的光散射譜學(xué)書籍，供學(xué)生學(xué)習(xí)和研究者參考之用。

內(nèi)容概要

本書較全面地介紹了光散射(拉曼散射，布里淵散射，米散射，瑞利散射，動(dòng)態(tài)光散射)的經(jīng)典理論，量子理論，多聲子散射理論和光散射選擇定則。詳細(xì)介紹激光光散射的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法，包括非線性光散射和表面增強(qiáng)拉曼散射。最后介紹激光光散射在許多學(xué)科領(lǐng)域的研究和應(yīng)用，包括氧化物，介電，鐵電材料，磁性材料，半導(dǎo)體，高溫超導(dǎo)體，聚合物，液晶等塊體、薄膜和納米結(jié)構(gòu)的光散射譜的研究。    本書將理論、系統(tǒng)裝置、實(shí)驗(yàn)技術(shù)及其在當(dāng)代科學(xué)研究方面的應(yīng)用集為一體,體現(xiàn)其系統(tǒng)性和科學(xué)先進(jìn)性。書中豐富的圖表以及書后的習(xí)題思考題有助于讀者直觀深入的理解,每章后面的參考文獻(xiàn)和書后的翔實(shí)附錄便于備查。    本書可以作為物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)的研究生教材,也可以作為其他相關(guān)專業(yè)研究生的教材和教學(xué)參考書,還可以作為從事相關(guān)領(lǐng)域研究的教師、科學(xué)工作者的參考書。

書籍目錄

前言主要符號(hào)表第1章 緒論  1.1 光散射技術(shù)和研究的歷史發(fā)展  1.2 光散射的分類    1.2.1 光散射公式    1.2.2 反射，折射和散射    1.2.3 光散射的分類  1.3 瑞利散射，米散射和動(dòng)態(tài)光散射    1.3.1 瑞利散射    1.3.2 米散射    1.3.3 動(dòng)態(tài)光散射  1.4 布里淵散射  1.5 拉曼散射  1.6 湯姆孫散射  1.7 康普頓散射  1.8 光散射技術(shù)的應(yīng)用  參考文獻(xiàn)第2章 光散射理論  2.1 光散射截面    2.1.1 光散射截面    2.1.2 微分散射截面    2.1.3 原子散射截面    2.1.4 斯托克斯和反斯托克斯散射截面關(guān)系    2.1.5 原子散射截面與入射頻率的關(guān)系  2.2 光散射頻譜.斯托克斯和反斯托克斯頻區(qū)    2.2.1 電磁輻射譜    2.2.2 光散射譜的分布    2.2.3 光散射頻譜范圍和能量單位的轉(zhuǎn)換關(guān)系    2.2.4 斯托克斯和反斯托克斯頻區(qū)  2.3 光散射譜研究的布里淵區(qū)范圍和頻譜間隙    2.3.1 光散射研究的布里淵區(qū)范圍    2.3.2 光散射譜的頻譜間隙  2.4 光散射譜的基本參量和偏振特性    2.4.1 光散射譜的基本參量    2.4.2 光散射譜的偏振特性和退偏度  2.5 光散射，中子散射和x射線散射比較  2.6 光散射的經(jīng)典理論    2.6.1 電子的極化    2.6.2 介質(zhì)的極化    2.6.3 分子極化的經(jīng)典光散射  2.7 光散射的量子理論    2.7.1 原子的輻射和吸收    2.7.2 原子和輻射場(chǎng)的相互作用    2.7.3 電子在輻射場(chǎng)中的相互作用——A2和P·A項(xiàng)對(duì)光散射的貢獻(xiàn)    2.7.4 單電子原子躍遷概率    2.7.5 感應(yīng)輻射躍遷和多電子躍遷    2.7.6 電磁場(chǎng)的量子化和矢量勢(shì)A的駐波，行波表示    2.7.7 散射算符（散射矩陣）    2.7.8 瑞利散射的躍遷概率和散射圖形規(guī)則    2.7.9 拉曼散射的量子理論和圖形規(guī)則  2.8 多聲子光散射理論    2.8.1 納米晶中的光學(xué)聲子    2.8.2 納米晶多聲子拉曼散射理論    2.8.3 CdSe.PbS納米晶多聲子拉曼光譜  參考文獻(xiàn)第3章 分子對(duì)稱性和光散射選擇定則  3.1 點(diǎn)群和空間群    3.1.1 群的基本概念    3.1.2 點(diǎn)群的對(duì)稱操作    3.1.3 對(duì)稱操作之間的關(guān)系    3.1.4 空間群  3.2 點(diǎn)群的分類和所屬點(diǎn)群分子    3.2.1 C1，Cs和Ci非軸向群    3.2.2 Gn，Gnh，Gnv群  ……第4章 瑞利散射，米散射和動(dòng)態(tài)米散射第5章 布里淵散射第6章 拉曼散射第7章 光散射光源、檢測(cè)裝置和測(cè)量技術(shù)第8章 超快過程和非線性拉曼散射第9章 相變和聲子特性第10章 高溫超導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)和聲子特性第11章 半導(dǎo)體材料的光散射第12章 表面增強(qiáng)拉曼光譜學(xué)第13章 聚合物和液晶的光散射第14章 小顆粒、薄膜和一維納米結(jié)構(gòu)材料的光散射習(xí)題和思考題附錄

編輯推薦

　　《激光光散射譜學(xué)》可以作為物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)的研究生教材，也可以作為其他相關(guān)專業(yè)研究生的教材和教學(xué)參考書，還可以作為從事相關(guān)領(lǐng)域研究的教師、科學(xué)工作者的參考書。

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