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2 days ago
ming的这个长篇回复内容好多，并且你总是喜欢把问题引的太高深，太高深就容易自觉不自觉地带有忽悠的成分。可是，就算我们是在忽悠，你有一唱，我亦会一和，如此方有琴瑟和鸣之妙。咳咳 你讲的内容太多，我就略捡一二说说我心里是怎么想的。 质量是个大家都习以为常，但细思却让人很忐忑不安的东西，因为它实际上非常深刻，非常复杂。我们人类之所以有质量这个概念，更多的是一种意识习惯或者文化观念，君不见连老太太菜市场买菜都要关心几斤几两，可见质量概念的深入人心。在牛顿的经典力学中，质量是被毫不犹豫毫无置疑地引入，彷佛那是理所当然的事情，所以他在总结牛顿三定律的时候，连牛顿三定律成立的前提——质量是需要守恒的都没有提。随着人们认识的不断深入，运用量子力学的知识进入粒子世界，我们认识到，质量并不是物质（或者粒子）的内禀（intrinsic）属性，它是飘忽的，不稳定的一个东东。比如我们一斤买了五个石榴，平均每个二两，这很好，没有什么问题。可是当你把石榴剥开，发现组成石榴的石榴籽和石榴皮都是没有质量的时候，你说你抓不抓狂？质量呢，质量哪里去了？ 也许你会说不是质量和能量可以相互转化吗，我们还有能量守恒这根救命稻草啊。可是能量为什么要守恒，为什么是守恒的呢？我们现在知道那是因为时间的平移对称性，可是时间为什么是平移对称的呢，谁规定的？为什么要这样？就像为什么要安排我们现在这样相对遥望，只能默默吟诵泰戈尔的诗：“世界上最遥远的距离。。。” 质量到底是什么，现在还不好理解，因为对这个问题的彻底回答将会涉及到人类的宇宙观的革新，也许，将来的物理学中不会存在质量这一带有浓厚生活经验色彩的观念。 既然质量这个概念是可疑的，飘忽的，那么我们讨论光子的静止质量就显得没多大意思，讨论这个还不如讨论你有没有想我，我有没有想你来的真切。咳咳。。并且，那个众所周知的质能方程，是从狭义相对论推出的，当年我毕设的题目就是关于狭义相对论，这个我还是记得的。至于光子静止质量在狭义还是广义相对论中的不同讨论，那个大可不必去关心，因为那都是建立在一些假设基础上的，如果给出适当假设，我们还可以跟方丈一起搞三角恋呢。咳咳。。 ...
3 days ago
哥今后几天要帮同学干点活，没有时间，这次就结束这个话题。 从前面的描述我们知道，拉曼散射和红外吸收都是用来探测分析材料中的原子组合单元。它们都是利用了这个单元集团内原子之间的相互振动而产生的能级。紫外吸收也能探测分析材料中的原子单元集团，但那是利用了原子单元内的电子跃迁，因为不同的原子单元内的电子结构或者电子能级是特定的，这跟红外吸收利用原子之间的相互振动能级是不同的。如果知道溶液内（或气体）有哪些集团，也可以用紫外吸收量的多少去分析其浓度（单个紫外光子要么被一次吸收，要么不被吸收，不是逐次被吸收掉），这种方法适合于探测含量极低的情况，所以纯度很高的化学试剂叫做光谱纯。之所以有红外吸收和紫外吸收，是因为原子振动能量，和原子集团内的电子能级分别在红外波段和紫外波段，所以我们必须要选用相应波段探测光。 拉曼散射与红外吸收的不同是，红外需要用连续的红外光源，而拉曼需要用单色光源（通常是激光）去探测，因为拉曼散射的结果是做减法出来的，所以我们使用不同的激光波长都会得到同样结果。但是我们要清楚，不同波长的激光对不同材料结构的拉曼散射效率会有所不同，但一般我们不考虑这点。介于波长可以任意选择，所以我们可以根据具体情况或者具体要求去选择所使用的激光波长。 这个时候可以引入ming的另一个问题，那就是当材料有荧光特性的情况。材料具有荧光是做拉曼的一大障碍，因为拉曼散射发生的效率极低（拉曼信号都很弱，你看拉曼谱时候觉得强那是因为被过滤放大过了），通常在千万分之一（所以拉曼散射的发生一点都不普遍，很稀少，跟中彩票差不多），而荧光发生的效率基本会在千分之一（甚至会是几分之一）以上，两者相差数十万倍，微弱的拉曼信号混在荧光信号里面，基本很难被分辨出来。这个时候我们就可以通过选择合适的激光波长，去除激发荧光（荧光对激发波长是敏感的）的干扰。 拉曼对固体材料同样可以进行分析探测，光打在固体材料上一般可以渗透探测几十纳米的深度，也就是一百多个原子层的厚度，足够分析的了。光透入固体材料的深度跟其波长有关，波长越长渗透的越深，比如红外吸收，都是做透过吸收采集，而固体材料的紫外吸收，基本都是采集反射（或散射）出来的，因为紫外波长很短，很难透过甚至很薄的薄膜。至于那些进去出不来的光子，它们进入了另外一片广阔的物理领域，对于做拉曼散射，不需要考虑。 ...
4 days ago
哥今天用Google map研究世界地理的时候，不小心看到了北方以北的贝加尔湖（红色箭头所指）； 于是哥就放大，想仔细看一下湖周围的地理地貌。。。 咦，湖腰中央的白色东东是什么？莫非是哥眼花了？ 再放大一看，不是眼花，是真的有一根东西在那。继续放大。。 还是看不明白是什么。。 放大其中一段看，这是跨湖大桥吗？？？ 放大到最大，像是一条带子。。 带子的一端。。 另一端。。 这是哥搞研究以来最激动的一次发现。不知道这是啥，另一个时空隧穿过来的建筑物，还是贝加尔湖版的鹊桥？可是上面没看见有牛郎织女啊。 好奇怪的发现。
5 days ago
扯到这里，如果只是单纯了解拉曼散射是怎么一回事，差不多就够了。可是如果想用拉曼来实际测量分析样品，那么还不太够，因为情况远没那么简单。 让我们暂时先忘记那些小姐，不要老念念不忘，我们已经够猥琐了，不能让人家知道我们还这么下流。 我们现在研究的是物质世界，如果仔细推究为什么会产生物质，物质到底是什么，这就需要上升到哲学层面，且需时日去作答。如果我们不那么慎终追远，就追究到组成物质的原子，那么也可进行一番说明。 再次强调一遍，拉曼是用来研究材料中什么原子进行了什么样的组合，或者说是原子集团。而原子之间的结合或者组合排列是很复杂的。就好比人一样，不同人之间组成的关系，或者这种关系的特性，外在表现，牢固与否是很不一样。甚至同样的两个人，当他们之间是友情，爱情，抑或是奸情的时候，他们之间的关系也会表现的很不一样。如果再加上一个第三者，来个三角恋或者四角恋等等，情况就更复杂了，所以材料内部的原子组合情况是很复杂的。 我们回到真实的物质世界，举一个碳的例子。同样的碳原子，可以组合形成无定形碳，可以组合形成石墨，还能组合形成每个女人都喜欢的钻石。 说到这里就多插两句。钻石是自然界最坚硬，最冰凉的材料。检验标定金刚石真假以及品级的最常用方法就是做拉曼散射，以后再讲为什么。之所以说它最冰凉，因为它的热传导率非常高（我不确定是不是最高的，但肯定是最高之列），所以徒手检验金刚石真假的一个方法就是用手去摸——猥琐一点，不要害羞，屏住呼吸，伸出你的咸猪手，大胆去触摸，真的金刚石一摸会感觉冰凉，紧接着变得跟体温相同，因为它的比热比较低。 言归正传，尽管组成那些材料的原子是一模一样的，但是那些材料看上去是如此的不同。由此可见，不同原子的不同排列组合会产生多么大的差异。所以，如果从原子层面来说，我们不能青睐鲜花而鄙视牛粪，那样牛粪太委屈了。我们要明白，鲜花和牛粪是平等的，尽管鲜花对牛粪很不屑，但每一坨牛粪都是渴望并且喜欢着鲜花的。 ...
7 days ago
最近事比较多，今天忙了一天，吃完饭连新闻都懒得看了。之所以忙，是因为跟我一起做实验的那个哥伦比亚学生刚得到点新结果，大老板很兴奋，于是我们就得紧锣密鼓地重复验证。我觉得他们并不理解那个结果，当然，哥哥我也没想明白，反正做得有点迷糊。 今晚盯着博客发了半天呆，不知道怎么往下进行。要理解认识拉曼散射，就不得不提红外吸收（IR），是先讲红外，还是等等再讲，我也没想清楚，所以不知道怎么往下写。 还有ming提的问题，就一个光入射到材料上会发生什么，就涵盖了多少物理学领域，涉及到多少物理学认识，这是一个扔多少个物理学博士进去都填不满的坑。 还要用稍微通俗活泼点的话去讲，想一想就没信心。我觉得从任何一点出发，都能涉及铺满整个物理学，可惜水平很有限，心有余而力不足。所以，后面能写到哪就算哪吧，不能在这坑里爬不出来。 要回去睡觉了，安。
