Что такое рамановская спектроскопия?

Рамановская спектроскопия - это метод исследования функции длин волн между излучением и веществом. В частности, наука изучает низкочастотные моды, такие как вибрации и вращения. Основной способ, которым этот процесс работает, заключается в рассеивании монохроматического света без сохранения кинетической энергии частиц. Когда лазерный свет взаимодействует с колебаниями структур внутри атома, результатом является реакция внутри самого света. Это позволяет ученым собирать информацию о системе с помощью рамановской лазерной спектроскопии.

Основная теория спектроскопии комбинационного рассеяния - эффект комбинационного рассеяния. Свет проецируется на молекулу с целью взаимодействия с электронным облаком, областью вокруг одного или между электронами в атоме. Это заставляет молекулу возбуждаться отдельными единицами света, известными как фотон. Уровень энергии внутри молекулы увеличивается или уменьшается. Свет от определенного местоположения тогда собран объективом и передан монохроматору.

Монохроматор - это устройство, которое оптически пропускает узкую полосу света. Из-за того, что полосы света рассеиваются в прозрачных твердых телах и жидкостях, известных как рэлеевское рассеяние, длины волн, близкие к свету от лазера, рассеиваются, а оставшийся свет с информацией о колебаниях собирается детектором.

Адольф Смекал предсказал идею рассеяния света с помощью эффекта Рамана в 1923 году. Однако только в 1928 году сэр С.В. Раман открыл возможности спектроскопии комбинационного рассеяния света. Его наблюдения касались главным образом солнечного света из-за того, что в то время лазерные технологии были недоступны. Используя фотографический фильтр, он смог проецировать монохроматический свет, наблюдая, что свет меняет частоту. Раман был удостоен Нобелевской премии по физике за открытие в 1930 году.

Наиболее распространенное применение для спектроскопии комбинационного рассеяния в области химии, медицины и физики твердого тела. С помощью этого процесса можно анализировать химические связи молекул, что позволяет исследователям более легко идентифицировать неизвестные соединения по частоте колебаний. В медицине рамановские лазеры могут контролировать смесь газов, используемых в анестетиках.

Физика твердого тела использует технологию для измерения возбуждений различных твердых тел. Усовершенствованные версии концепции могут также использоваться правоохранительными органами для выявления поддельных лекарств, пока они находятся в упаковке. Это происходит, когда технология ограничена в своей чувствительности и позволяет по существу проходить через определенные слои, пока не достигнет желаемой молекулы.