Co je to Raman rozptyl?

Když se světlo prochází pevným, kapalinou nebo plynem, některé světlo bude rozptýleno a cestuje pokyny, které se liší od objevu příchozího světla.Většina rozptýleného světla si zachová svou původní frekvenci mdash;Toto je známé jako elastický rozptyl, Rayleigh rozptyl je příkladem.Malá část rozptýleného světla bude mít frekvenci menší než u příchozího světla a stále menší poměr bude mít vyšší frekvenci mdash;Toto je známé jako nepružný rozptyl.Raman Scatterring je formou nepružného rozptylu a je pojmenován po Chandrasekkara Venkata Raman, který získal Nobelovu cenu za svou práci na toto téma v roce 1930.

Ačkoli rozptyl lze považovat za světlo, které jednoduše odráží malé částice, realita je vícekomplex.Když elektromagnetické záření, jehož světlo je typ, interaguje s molekulou, může zkreslit tvar elektronového mraku molekuly;Rozsah, v jakém k tomu dochází, je známý jako polarizovatelnost molekuly a je závislý na struktuře molekuly a povaze vazeb mezi jejími atomy.Po interakci s lehkým fotonem může tvar elektronového cloudu oscilovat na frekvenci související s frekvencí příchozího fotonu.Tato oscilace zase způsobí, že molekula vydává nový foton na stejné frekvenci, což vede k elastickému nebo Rayleighovi rozptylu.Rozsah, v jakém dochází k rozptylu Rayleigh a Ramana, závisí na polarizovatelnosti molekuly. Molekuly

mohou také vibrovat, přičemž délky vazby mezi atomy pravidelně rostou nebo snižují o 10%.Pokud je molekula v nejnižším vibračním stavu, někdy jej přicházející foton posune do vyššího vibračního stavu, ztrácí energii v procesu a povede k tomu, že emitovaný foton má menší energii, a tedy nižší frekvenci.Méně běžně může být molekula již nad nejnižší vibrační stav, v takovém případě by příchozí foton mohl způsobit, že se vrátí do nižšího stavu a získá energii, která je emitována jako foton s vyšší frekvencí.Vyšší frekvenční fotony jsou formou neelastického rozptylu známého jako Ramanův rozptyl.Pokud je analyzováno spektrum rozptýleného světla, zobrazí se linii na příchozí frekvenci kvůli rozptylu Rayleigh, s menšími liniemi při nižších frekvencích a stále menšími liniemi při vyšších frekvencích.Tyto nižší a vyšší frekvenční linie, známé jako Stokes a Anti-Stokesovy linie, se vyskytují ve stejných intervalech z Rayleighské linie a celkový vzorec je charakteristický pro Ramanovy rozptyl.Objeví se Stokesovy linie závisí na typech molekul, se kterými světlo interaguje, Ramanovy rozptyl lze použít k určení složení A vzorku materiálu, například minerálů přítomných v kusu horniny.Tato technika je známá jako Ramanova spektroskopie a obvykle používá monochromatický laser jako světelný zdroj.Konkrétní molekuly vytvoří jedinečný vzor Stokes a Anti-Stokesů, což umožňuje jejich identifikaci.