В видимой и ультрафиолетовой частях спектра наблюдается еще один тип рассеяния с изменением частоты — так называемое комбинационное рассеяние, открытое независимо Л. И. Мандельштамом и Г. С. Ландсбергом в Москве и Раманом в Калькутте.
Это явление заключается в следующем. Если вещество освещается светом (характеризуемым частотой v0), то в рассеянном свете наблюдаются также (слабые по сравнению с основной частотой) линии с частотами v0+v и v0—v, характерными для рассеивающей молекулы. Частоты v лежат в инфракрасной части спектра.
С фотонной точки зрения это явление объясняется весьма просто. Невозбужденная молекула рассеивает свет, не изменяя его частоты. Но возможно, что, поглотив фотон, молекула не сразу придет в нормальное состояние, а отдаст лишь часть энергии, соответствующую фотону с энергией:
E=h(v0—v),
излучение же с частотой v произойдет позже. Возможен также и иной процесс: молекула по случайным причинам приходит в возбужденное состояние, приобретая энергию hv. Поглотив еще фотон с энергией hv0 она может сразу перейти в нормальное состояние, освободившись от всей избыточной энергии h (v0+v), т. е. создав излучение с частотой v0+v. Так как оба рассмотренных процесса хотя и возможны, но маловероятны, то интенсивность линий комбинационного рассеяния сравнительно мала. Однако само явление очень важно, так как позволяет, работая в области видимого света, определять собственные частоты молекул, лежащие в инфракрасной области спектра.