Κύριος επιστήμη

Φυσική εφέ Raman

Φυσική εφέ Raman
Φυσική εφέ Raman

Βίντεο: ΦΥΣΙΚΟ ΕΦΕ ΠΑΛΑΙΩΣΗΣ 5171 2024, Ιούλιος

Βίντεο: ΦΥΣΙΚΟ ΕΦΕ ΠΑΛΑΙΩΣΗΣ 5171 2024, Ιούλιος
Anonim

Εφέ Raman, αλλαγή στο μήκος κύματος του φωτός που συμβαίνει όταν μια ακτίνα φωτός εκτρέπεται από μόρια. Όταν μια ακτίνα φωτός διασχίζει ένα διαφανές, διαφανές δείγμα χημικής ένωσης, ένα μικρό κλάσμα του φωτός αναδύεται σε κατευθύνσεις διαφορετικές από εκείνες της προσπίπτουσας (εισερχόμενης) δέσμης. Το μεγαλύτερο μέρος αυτού του διάσπαρτου φωτός έχει αμετάβλητο μήκος κύματος. Ένα μικρό μέρος, ωστόσο, έχει μήκος κύματος διαφορετικό από εκείνο του προσπίπτοντος φωτός. η παρουσία του είναι αποτέλεσμα του φαινομένου Raman.

Το φαινόμενο πήρε το όνομά του από τον Ινδό φυσικό Sir Chandrasekhara Venkata Raman, ο οποίος δημοσίευσε για πρώτη φορά παρατηρήσεις του φαινομένου το 1928. (Ο Αυστριακός φυσικός Adolf Smekal περιέγραψε θεωρητικά το αποτέλεσμα το 1923. Παρατηρήθηκε για πρώτη φορά μόλις μία εβδομάδα πριν από τον Raman από τους Ρώσους φυσικούς Leonid Mandelstam και Grigory Landsberg · ωστόσο, δεν δημοσίευσαν τα αποτελέσματά τους μόνο μήνες μετά τον Raman.)

Η σκέδαση του Raman είναι ίσως πιο εύκολα κατανοητή εάν το προσπίπτον φως θεωρείται ότι αποτελείται από σωματίδια, ή φωτόνια (με ενέργεια ανάλογη της συχνότητας), που προσκρούουν στα μόρια του δείγματος. Οι περισσότερες από τις συναντήσεις είναι ελαστικές και τα φωτόνια είναι διασκορπισμένα με αμετάβλητη ενέργεια και συχνότητα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ωστόσο, το μόριο καταλαμβάνει ενέργεια από ή δίνει ενέργεια στα φωτόνια, τα οποία έτσι διασκορπίζονται με μειωμένη ή αυξημένη ενέργεια, επομένως με χαμηλότερη ή υψηλότερη συχνότητα. Οι μεταβολές συχνότητας είναι επομένως μετρήσεις των ποσοτήτων ενέργειας που εμπλέκονται στη μετάβαση μεταξύ αρχικών και τελικών καταστάσεων του μορίου σκέδασης.

Το φαινόμενο Raman είναι αδύναμο. για μια υγρή ένωση η ένταση του προσβεβλημένου φωτός μπορεί να είναι μόνο 1 / 100.000 αυτής της προσπίπτουσας δέσμης. Το μοτίβο των γραμμών Raman είναι χαρακτηριστικό του συγκεκριμένου μοριακού είδους και η έντασή του είναι ανάλογη με τον αριθμό των μορίων σκέδασης στη διαδρομή του φωτός. Έτσι, τα φάσματα Raman χρησιμοποιούνται σε ποιοτική και ποσοτική ανάλυση.

Οι ενέργειες που αντιστοιχούν στις μετατοπίσεις συχνότητας Raman βρέθηκαν να είναι οι ενέργειες που σχετίζονται με μεταβάσεις μεταξύ διαφορετικών περιστροφικών και δονητικών καταστάσεων του μορίου σκέδασης. Οι καθαρές περιστροφικές μετατοπίσεις είναι μικρές και δύσκολο να παρατηρηθούν, εκτός από αυτές των απλών αερίων μορίων. Στα υγρά, οι περιστροφικές κινήσεις παρεμποδίζονται και δεν υπάρχουν διακριτές περιστροφικές γραμμές Raman. Το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας Raman ασχολείται με τις δονήσεις μετάβασης, οι οποίες δίνουν μεγαλύτερες μεταβολές που παρατηρούνται για αέρια, υγρά και στερεά. Τα αέρια έχουν χαμηλή μοριακή συγκέντρωση σε συνηθισμένες πιέσεις και ως εκ τούτου παράγουν πολύ αχνά αποτελέσματα Raman. Έτσι, τα υγρά και τα στερεά μελετώνται συχνότερα.