Cos'è Scattering Raman?

Quando la luce viaggia attraverso un solido, liquido o gas parte della luce sarà sparsa, viaggiando in direzioni che differiscono da quella della luce in arrivo.La maggior parte della luce sparsa manterrà la sua frequenza originale mdash;Questo è noto come scattering elastico, la dispersione di Rayleigh è un esempio.Una piccola parte della luce sparsa avrà una frequenza inferiore a quella della luce in arrivo e una proporzione ancora più piccola avrà una frequenza e un mdash più elevati;Questo è noto come scattering anelastico.La dispersione di Raman è una forma di dispersione anelastica e prende il nome da Chandrasekkara Venkata Raman, che ha ricevuto un premio Nobel per il suo lavoro sull'argomento nel 1930.

Sebbene lo scattering possa essere pensato come una luce che riflette semplicemente da piccole particelle, la realtà è piùcomplesso.Quando la radiazione elettromagnetica, di cui la luce è un tipo, interagisce con una molecola, può distorcere la forma della nuvola elettronica della molecola;La misura in cui ciò accade è nota come polarizzabilità della molecola ed è dipendente dalla struttura della molecola e dalla natura dei legami tra i suoi atomi.Dopo l'interazione con un fotone leggero, la forma della nuvola di elettroni può oscillare a una frequenza relativa a quella del fotone in arrivo.Questa oscillazione a sua volta fa sì che la molecola emetta un nuovo fotone alla stessa frequenza, con conseguente dispersione elastica o Rayleigh.La misura in cui si verifica la dispersione di Rayleigh e Raman dipende dalla polarizzabilità della molecola. Anche le molecole

possono vibrare, con le lunghezze di legame tra atomi che aumentano periodicamente o diminuendo del 10%.Se una molecola è nel suo stato vibrazionale più basso, a volte un fotone in arrivo lo spingerà in uno stato vibrazionale più elevato, perdendo energia nel processo e risultando nel fotone emesso con meno energia e quindi una frequenza inferiore.Meno comunemente, la molecola potrebbe essere già al di sopra del suo stato vibrazionale più basso, nel qual caso il fotone in arrivo potrebbe fargli tornare a uno stato inferiore, guadagnando energia che viene emessa come un fotone con una frequenza più alta.

questa emissione di inferiore e inferioreI fotoni di frequenza più elevata sono la forma di scattering anelastico noto come scattering Raman.Se viene analizzato lo spettro della luce sparsa, mostrerà una linea alla frequenza in arrivo a causa della dispersione di Rayleigh, con linee più piccole a frequenze più basse e linee ancora più piccole a frequenze più alte.Queste linee di frequenza più basse e più elevate, note come le linee di Stokes e Anti-Stokes, rispettivamente, si verificano agli stessi intervalli dalla linea di Rayleigh e il modello generale è caratteristico della dispersione di Raman.

Dall'intervallo di frequenza in cui le alimentari e gli antipastiLe linee di Stokes appaiono dipendono dai tipi di molecole con cui la luce è interagente, la dispersione di Raman può essere utilizzata per determinare la composizione di un campione di materiale, ad esempio, i minerali presenti in un pezzo di roccia.Questa tecnica è nota come spettroscopia Raman e normalmente impiega un laser monocromatico come fonte di luce.Molecole particolari produrranno ciascuna un modello unico di righe e linee anti-Stokes, consentendo la loro identificazione.