Wat Is Raman Scattering?

Wanneer licht door een vaste, vloeibare of gas een deel van het licht wordt verstrooid, reist af in richtingen die verschillen van die van het binnenkomende licht. De meeste verstrooide licht de oorspronkelijke frequentie behouden - dit is bekend als elastische verstrooiing Rayleigh verstrooiing als voorbeeld. Een klein gedeelte van het verstrooide licht een frequentie lager dan die van het binnenkomende licht en een nog kleiner deel heeft een hogere frequentie - dit is bekend als inelastische verstrooiing. Raman scattering is een vorm van inelastische verstrooiing en is vernoemd naar Chandrasekkara Venkata Raman, die een Nobelprijs kreeg voor zijn werk op het onderwerp in 1930.

Hoewel verstrooiing kan worden gezien als het licht gewoon weerkaatst kleine deeltjes, de werkelijkheid is complexer. Wanneer elektromagnetische straling, waarbij het licht een type samenwerkt met een molecule, kan het de vorm van het molecuul elektronenwolk verstoren; de mate waarin dit gebeurt is bekend als de polariseerbaarheid van het molecuul en is afhankelijk van de structuur van het molecuul en de aard van de bindingen tussen de atomen. Na interactie met een foton licht, kan de vorm van de elektronenwolk oscilleren op een frequentie soortgelijk aan die van de inkomende foton. Deze oscillatie veroorzaakt op zijn beurt het molecuul in nieuw foton uitzenden op dezelfde frequentie, waardoor elastisch of Rayleigh verstrooiing. De mate waarin Rayleigh en Raman-verstrooiing optreedt is afhankelijk van de polariseerbaarheid van de molecule.

Moleculen kunnen ook trilt, de bindingslengten tussen atomen periodiek verhogen of verlagen met 10%. Indien een molecuul in zijn laagste trillingsniveau, soms een inkomend foton duwen in een hogere trillingsniveau energie verliezen in het proces waardoor het uitgezonden foton met minder energie en dus een lagere frequentie. Minder gebruikelijk kan het molecuul reeds boven het laagste trillingsniveau, waarbij de inkomende foton kan leiden deze terugkeert naar een lagere, wint energie die wordt uitgezonden als een foton met een hogere frequentie.

Deze emissie van lagere en hogere frequenties fotonen is de vorm van inelastische verstrooiing genoemd Raman verstrooiing. Indien het spectrum van het verstrooide licht wordt geanalyseerd, zal een lijn op de inkomende frequentie vertonen als gevolg van Rayleigh verstrooiing, met kleinere lijnen bij lagere frequenties, en nog kleinere leidingen bij hogere frequenties. Deze lagere en hogere frequenties lijnen, zogenaamde Stokes en anti-Stokes lijnen, respectievelijk, op het zelfde interval van de Rayleigh lijn en het algemene patroon is kenmerkend Raman verstrooiing.

Aangezien de frequentie frequentie van de Stokes en anti-Stokes lijnen is afhankelijk van het type van moleculen waarmee licht in interactie kunnen Raman verstrooiing worden gebruikt om de samenstelling te bepalen van een monster van materiaal, bijvoorbeeld, deze in een stuk mineralen van rock. Deze techniek staat bekend als Raman spectroscopie, en normaal gebruik van een monochromatische laser als lichtbron. Bijzondere moleculen produceren elk een uniek patroon van Stokes en anti-Stokes lijnen, waardoor de identificatie.


© 2019 Quilcedacarvers.com | Contact us: webmaster# quilcedacarvers.com