Co to jest rozpraszanie Ramana?

Gdy światło przemieszcza się przez stały, ciekł lub gaz, część światła zostanie rozproszona, odchodząc w kierunku, które różnią się od przychodzącego światła.Większość rozproszonego światła zachowa swoją pierwotną częstotliwość mdash;Jest to znane jako elastyczne rozpraszanie, rozpraszanie Rayleigha jest przykładem.Niewielka część rozproszonego światła będzie miała częstotliwość mniejszą niż przychodzące światło, a wciąż mniejszy odsetek będzie miał większą częstotliwość i mdash;Jest to znane jako nieelastyczne rozpraszanie.Rozpraszanie Ramana jest formą nieelastycznego rozpraszania i pochodzi od Chandrasekkara Venkata Raman, który otrzymał nagrodę Nobla za swoją pracę na ten temat w 1930 roku. Chociaż rozproszenie można uznać za światło po prostu odbijające się od małych cząstek, rzeczywistość jest większazłożony.Gdy promieniowanie elektromagnetyczne, którego światło jest typem, oddziałuje z cząsteczką, może zniekształcać kształt chmury elektronów cząsteczki;Stopień, w jakim to się dzieje, jest znany jako polaryzowalność cząsteczki i zależy od struktury cząsteczki i charakteru wiązań między jej atomami.Po interakcji z fotonem świetlnym kształt chmury elektronowej może oscylować przy częstotliwości związanej z kształtem przychodzącego fotonu.Ta oscylacja z kolei powoduje, że cząsteczka emituje nowy foton z tą samą częstotliwością, co powoduje sprężyste lub rayleigh.Stopień, w jakim występuje rozpraszanie Rayleigh i Ramanan, zależy od polaryzowalności cząsteczki.

Cząsteczki mogą również wibrować, z długościami wiązania między atomami okresowo rosnącymi lub zmniejszającymi się o 10%.Jeśli cząsteczka jest w najniższym stanie wibracyjnym, czasami przychodzący foton popchnie ją do wyższego stanu wibracyjnego, tracąc energię w procesie i powodując, że emitowany foton ma mniej energii, a zatem niższą częstotliwość.Rzadziej cząsteczka może już być powyżej jej najniższego stanu wibracyjnego, w którym to przypadku przychodzącego fotonu może spowodować powrócenie do stanu niższego, zdobywając energię emitowaną jako foton o wyższej częstotliwości.

Ta emisja niższa i niższa iFotony o wyższej częstotliwości są formą nieelastycznego rozpraszania znanego jako rozpraszanie Ramana.Jeśli analizowane zostanie widmo rozproszonego światła, pokaże linię przy częstotliwości przychodzącej z powodu rozpraszania Rayleigha, z mniejszymi liniami przy niższych częstotliwościach i wciąż mniejszymi liniami przy wyższych częstotliwościach.Te niższe i wyższe linie częstotliwości, znane odpowiednio jako Stokes i Anti-Stokes, występują w tych samych odstępach od linii Rayleigha, a ogólny wzór jest charakterystyczny dla rozpraszania Ramana.

Ponieważ odstępy częstotliwości, w których Stokes i Anti-------di- Anti-Wygląda na to, że linie Stokes zależy od rodzajów cząsteczek, z którymi oddziałuje światło, rozpraszanie Ramana można zastosować do określenia składu próbki materiału, na przykład minerałów obecnych w kawałku skały.Ta technika jest znana jako spektroskopia Ramana i zwykle wykorzystuje monochromatyczny laser jako źródło światła.Poszczególne cząsteczki wytworzą unikalny wzór linii Stokesa i Anti-Stokes, umożliwiając ich identyfikację.