Was ist Raman Streuung?

Wenn Licht durch einen festen, flüssigen oder Gas fließt, wird ein Teil des Lichts verstreut und reist in Richtungen, die sich von der des eingehenden Lichts unterscheiden. Der größte Teil des verstreuten Lichts behält seine ursprüngliche Frequenz bei - dies wird als elastische Streuung bezeichnet, und Rayleigh -Streuung ist ein Beispiel. Ein kleiner Teil des gestreuten Lichts hat eine Frequenz, die weniger als der des eingehenden Lichts ist, und ein noch kleinerer Anteil hat eine höhere Frequenz - dies wird als inelastische Streuung bezeichnet. Die Raman -Streuung ist eine Form der unelastischen Streuung und ist nach Chandrasekkara Venkata Raman benannt, der 1930 einen Nobelpreis für seine Arbeiten zu diesem Thema erhielt. Wenn die elektromagnetische Strahlung, von der Licht ein Typ ist, mit einem Molekül interagiert, kann es die Form der Elektronenwolke des Moleküls verzerren. Das Ausmaß, in dem dies geschieht, ist als Pola bekanntRizabilität des Moleküls und hängt von der Struktur des Moleküls und der Art der Bindungen zwischen seinen Atomen ab. Nach der Wechselwirkung mit einem Lichtphoton kann die Form der Elektronenwolke mit einer Frequenz schwingen, die mit der des eingehenden Photons zusammenhängt. Diese Schwingung wiederum bewirkt, dass das Molekül ein neues Photon mit gleicher Frequenz ausgibt, was zu elastischen oder Rayleigh führt, die Streuung. Das Ausmaß, in dem Rayleigh und Raman -Streuung auftreten, hängt von der Polarisierbarkeit des Moleküls ab.

Moleküle können auch vibrieren, wobei die Bindungslängen zwischen Atomen regelmäßig zunehmen oder um 10%abnehmen. Wenn sich ein Molekül in seinem niedrigsten Schwingungszustand befindet, drückt es manchmal ein eingehendes Photon in einen höheren Schwingungszustand, der in dem Prozess Energie verliert und dazu führt, dass das emittierte Photon weniger Energie und damit eine geringere Frequenz hat. Weniger häufig könnte das Molekül bereitsüber seinem niedrigsten Schwingungszustand stehen, in diesem Fall kann das eingehende Photon dazu führen

Diese Emission von Photonen mit niedrigerer und höherer Frequenz ist die Form einer unelastischen Streuung, die als Raman -Streuung bekannt ist. Wenn das Spektrum des verstreuten Lichts analysiert wird, zeigt es eine Linie bei der eingehenden Frequenz aufgrund von Rayleigh -Streuung mit kleineren Linien bei niedrigeren Frequenzen und immer noch kleineren Linien bei höheren Frequenzen. Diese niedrigeren und höheren Frequenzlinien, die als Stokes und Anti-Stokes-Linien bekannt sind

Da die Frequenzintervalle, in denen die Stokes und Anti-Stokes-Linien erscheinenIn einem Stück Felsen. Diese Technik ist als Raman -Spektroskopie bekannt und verwendet normalerweise einen monochromatischen Laser als Lichtquelle. Bestimmte Moleküle erzeugen jeweils ein einzigartiges Muster von Stokes und Anti-Stokes-Linien, was ihre Identifizierung ermöglicht.