КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА
Важные сведения о колебательных процессах, происходящих в атомах и молекулах твердых и жидких тел, были получены при изучении света, рассеянного различными веществами.
Если на вещество действует монохроматическое излучение, имеющее частоту 
то в рассеянном излучении кроме этой частоты обнаруживаются весьма слабые излучения с частотами
т. е. в веществе происходит комбинация частоты внешнего воздействия 
с какими-то частотами колебаний самого вещества. Такое рассеяние называется комбинационным; оно было обнаружено Л. И. Мандельштамом и Г. С. Лансбергом в твердых телах и Раманом — в жидких (1928).
Рис. IV.73
Схема опыта для наблюдения комбинированного рассеяния показана на рис. IV.73, где 
источник монохроматического света, 
линза, фокусирующая излучение на исследуемое вещество 
спектрограф, определяющий частоты колебаний (или длины волн) в рассеянном излучении и их интенсивность; справа схематически показано расположение новых линий относительно 
Линии, имеющие меньшую частоту колебаний (большую длину волны), условно называются «красными» спутниками; линии, имеющие большую частоту колебаний, — «фиолетовыми».
Изучение спектра комбинационного рассеяния показало, что:
1) линии спутников 
располагаются симметрично по обе стороны от линии падающего излучения 
т. е.
2) интенсивность «красных» (длинноволновых) спутников почти не зависит от температуры рассеивающего вещества, тогда как интенсивность «фиолетовых» (коротковолновых) спутников быстро увеличивается с повышением температуры.
При нормальных температурах интенсивность «красных» спутников больше, чем интенсивность фиолетовых;
3) разности частот 
а также 
не зависят от частоты 
действующего на вещество излучения, а определяются только рассеивающим веществом, т. е. характеризуют его состав и структуру. Число появляющихся при рассеивании спутников также определяется веществом.
Явление комбинационного рассеяния можно объяснить, рассматривая его как результат взаимодействия падающего светового фотона
с молекулой; при этом фотоны могут изменять направление своего движения, что и приводит к рассеянию света. В большинстве случаев имеет место упругое соударение, а так как масса молекулы много больше массы фотона, то энергия падающего фотона не изменяется и в рассеянном спектре наблюдаются линии падающего света, которые мы называем основными. Однако наряду с таким рассеянием возможно и рассеяние с частичным изменением энергии фотона. При столкновениях фотон может или отдать часть своей энергии молекуле и перевести ее из нормального состояния в возбужденное, или же получить энергию от молекулы, переходящей из возбужденного состояния в нормальное. В первом случае рассеянный фотон будет обладать меньшей частотой — образуется «красный» спутник; во втором случае — большей частотой и образуется «фиолетовый» спутник. При этом следует иметь в виду, что энергия молекулы может изменяться только дискретно.
Допустим, что на возбуждение молекулы требуется затратить некоторую энергию 
такое же количество энергии молекула отдает, переходя в нормальное состояние. Если часть энергии падающего фотона расходуется на возбуждение молекулы, то энергия рассеянного («красного») фотона
Если же падающий фотон получает энергию от ранее возбужденной молекулы, то энергия рассеянного («фиолетового») фотона определится из равенства
Из этих равенств следует, что частоты рассеянного света будут соответственно равны:
т. е. спутники расположены симметрично относительно линий первичного спектра. Так как число возбужденных молекул значительно меньше числа молекул невозбужденных, то интенсивность «фиолетовых» спутников меньше, чем «красных». При нагревании число возбужденных молекул быстро растет, в связи с чем растет и интенсивность «фиолетовых» спутников.
Молекула может находиться в различных энергетических состояниях, поэтому в рассеянном свете могут появиться различные спутники с большими и меньшими частотами по сравнению с частотой падающего света. Так возникают различные «комбинационные» частоты: 
Комбинационное рассеяние широко используется в научных и технических целях: 1) спектры комбинационного рассеяния столь характерны для рассеивающего вещества, что по ним возможно отличать не только гомологические, но и изомерные органические соединения, для анализа которых химия часто не имеет средств; 2) комбинационное рассеяние является мощным средством для изучения строения
молекул, их внутренних колебаний и вращательных движений; 3) комбинационное рассеяние используется для установления индивидуального состава бензинов, масел, продуктов нефтепереработок и др.
