รามานกระจัดกระจายคืออะไร?

เมื่อแสงเดินทางผ่านของแข็งของเหลวหรือก๊าซบางส่วนของแสงจะกระจัดกระจายเดินทางไปในทิศทางซึ่งแตกต่างจากแสงที่เข้ามาแสงที่กระจัดกระจายส่วนใหญ่จะรักษาความถี่ดั้งเดิม mdash;สิ่งนี้เรียกว่าการกระเจิงยืดหยุ่น Rayleigh เป็นตัวอย่างสัดส่วนเล็ก ๆ ของแสงที่กระจัดกระจายจะมีความถี่น้อยกว่าแสงที่เข้ามาและสัดส่วนที่น้อยกว่าจะมีความถี่สูงกว่า mdash;สิ่งนี้เรียกว่าการกระเจิงที่ไม่ยืดหยุ่นการกระเจิงของรามานเป็นรูปแบบของการกระเจิงที่ไม่ยืดหยุ่นและได้รับการตั้งชื่อตาม Chandrasekkara Venkata Raman ผู้ได้รับรางวัลโนเบลสำหรับงานของเขาในเรื่องนี้ในปี 1930

ถึงแม้ว่าการกระเจิงจะถูกคิดว่าเป็นแสงที่สะท้อนอนุภาคเล็ก ๆซับซ้อน.เมื่อรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งแสงเป็นชนิดมีปฏิสัมพันธ์กับโมเลกุลมันสามารถบิดเบือนรูปร่างของเมฆอิเล็กตรอนของโมเลกุลขอบเขตที่สิ่งนี้เกิดขึ้นเป็นที่รู้จักกันว่าเป็นโพลาไรซ์ของโมเลกุลและขึ้นอยู่กับโครงสร้างของโมเลกุลและธรรมชาติของพันธะระหว่างอะตอมหลังจากการโต้ตอบกับโฟตอนแสงรูปร่างของเมฆอิเล็กตรอนสามารถแกว่งได้ที่ความถี่ที่เกี่ยวข้องกับโฟตอนที่เข้ามาการแกว่งนี้ทำให้โมเลกุลปล่อยโฟตอนใหม่ที่ความถี่เดียวกันทำให้เกิดความยืดหยุ่นหรือเรย์ลีขอบเขตที่การกระเจิงของ Rayleigh และ Raman ขึ้นอยู่กับความสามารถในการโพลาไรซ์ของโมเลกุล

โมเลกุลสามารถสั่นสะเทือนได้ด้วยความยาวพันธะระหว่างอะตอมที่เพิ่มขึ้นเป็นระยะหรือลดลง 10%หากโมเลกุลอยู่ในสภาวะการสั่นสะเทือนต่ำที่สุดบางครั้งโฟตอนที่เข้ามาจะผลักดันให้เข้าสู่สถานะการสั่นสะเทือนที่สูงขึ้นการสูญเสียพลังงานในกระบวนการและส่งผลให้โฟตอนที่ปล่อยออกมามีพลังงานน้อยลงโดยทั่วไปน้อยกว่าโมเลกุลอาจสูงกว่าสถานะการสั่นสะเทือนต่ำสุดซึ่งในกรณีนี้โฟตอนที่เข้ามาอาจทำให้มันเปลี่ยนกลับไปสู่สถานะที่ต่ำกว่าได้รับพลังงานซึ่งถูกปล่อยออกมาเป็นโฟตอนที่มีความถี่สูงกว่าโฟตอนความถี่ที่สูงขึ้นเป็นรูปแบบของการกระเจิงที่ไม่ยืดหยุ่นที่รู้จักกันในชื่อการกระเจิงของรามานหากวิเคราะห์สเปกตรัมของแสงที่กระจัดกระจายมันจะแสดงเส้นที่ความถี่ที่เข้ามาเนื่องจากการกระเจิงของ rayleigh โดยมีเส้นขนาดเล็กที่ความถี่ต่ำกว่าและยังคงมีเส้นเล็ก ๆ ที่ความถี่สูงกว่าเส้นความถี่ที่ต่ำกว่าและสูงกว่าเหล่านี้เรียกว่าสโตกส์และสายต่อต้านสโตกตามลำดับเกิดขึ้นในช่วงเวลาเดียวกันจากเส้น Rayleigh และรูปแบบโดยรวมเป็นลักษณะของการกระเจิงของรามาน

เนื่องจากช่วงความถี่ที่สโตกส์และต่อต้าน-ต่อต้าน-เส้นสโตกส์ปรากฏขึ้นขึ้นอยู่กับประเภทของโมเลกุลที่แสงมีปฏิสัมพันธ์กันการกระเจิงของรามานสามารถใช้เพื่อกำหนดองค์ประกอบตัวอย่างของวัสดุตัวอย่างเช่นแร่ธาตุที่มีอยู่ในชิ้นส่วนของหินเทคนิคนี้เรียกว่า Raman spectroscopy และโดยปกติจะใช้เลเซอร์โมโนโครมเป็นแหล่งกำเนิดแสงโมเลกุลเฉพาะแต่ละตัวจะสร้างรูปแบบที่เป็นเอกลักษณ์ของสโตกส์และสายต่อต้านสโตกส์ทำให้สามารถระบุตัวตนได้