ラマン散乱とは何ですか？

光が固体、液体、またはガスを通過すると、光の一部が散らばり、入ってくる光とは異なる方向に移動します。散乱光のほとんどは元の周波数を保持します。これは弾性散乱として知られており、レイリー散乱は例です。散乱光のごく一部は、入ってくる光の周波数よりも少ない周波数が少なくなり、さらに少ない割合はより高い周波数を持ちます。これは非弾性散乱として知られています。ラマン散乱は非弾性散乱の一形態であり、1930年に主題に関する彼の作品に対してノーベル賞を受賞したチャンドラセッカラベンカタラマンにちなんで名付けられました。光がタイプである電磁放射が分子と相互作用すると、分子の電子雲の形状を歪める可能性があります。これが起こる程度はポーラとして知られています分子の整理能力は、分子の構造とその原子間の結合の性質に依存しています。光光子との相互作用に続いて、電子雲の形状は、入ってくる光子の周波数に関連する周波数で振動する可能性があります。この振動により、分子が同じ周波数で新しい光子を放出し、弾性またはレイリー散乱を引き起こします。レイリーとラマンの散乱が発生する程度は、分子の偏光に依存しています。

分子も振動することができ、原子間の結合長は定期的に10％増加または減少します。分子が最も低い振動状態にある場合、時には入ってくる光子がそれをより高い振動状態に押し込み、プロセスでエネルギーを失い、放出された光子がエネルギーを減らし、したがってより低い周波数を持つことがあります。あまり一般的ではありませんが、分子はすでにありますその最低振動状態を超えて、その場合、入ってくる光子はそれをより低い状態に戻し、より高い周波数の光子として放出されるエネルギーを獲得する可能性があります。

この低い周波数光子のこの放出は、ラマン散乱として知られる非弾性散乱の形式です。散乱光のスペクトルが分析された場合、レイリー散乱により、より低い周波数のラインが小さいため、より高い周波数の線がまだ小さい線があるため、着信周波数で線が表示されます。それぞれストークスラインとアンチストロークラインとして知られるこれらの低い周波数ラインは、レイリーラインから同じ間隔で発生し、全体的なパターンはラマン散乱の特徴です。

ストークスとアンチストークスのラインが表示される周波数間隔は、光が相互作用している分子のタイプに依存しているため、ラマン散乱を使用して、材料のサンプル、たとえば鉱物のプレスを決定することができます。岩の中のent。この手法はラマン分光法として知られており、通常は光源として単色レーザーを使用します。特定の分子はそれぞれ、ストークスと反ストークスのラインのユニークなパターンを生成し、その識別を可能にします。