Principal ciència

Física d'efecte Raman

Física d'efecte Raman
Física d'efecte Raman

Vídeo: Raman Spectroscopy Explained 2024, Juliol

Vídeo: Raman Spectroscopy Explained 2024, Juliol
Anonim

Efecte Raman, canvi en la longitud d’ona de la llum que es produeix quan un feix de llum es desvia per les molècules. Quan un feix de llum travessa una mostra transparent i lliure de pols d’un compost químic, una petita fracció de la llum emergeix en direccions diferents a la del feix incident (entrant). La major part d'aquesta llum dispersa és de longitud d'ona inalterada. Una petita part, però, té longituds d'ona diferents de la de la llum incidente; la seva presència és el resultat de l'efecte Raman.

El fenomen té el nom del físic indi Sir Chandrasekhara Venkata Raman, qui va publicar per primer cop les observacions de l'efecte el 1928. (El físic austríac Adolf Smekal va descriure teòricament l'efecte el 1923. Es va observar per primera vegada només una setmana abans de Raman pels físics russos Leonid Mandelstam i Grigory. Landsberg, però, no van publicar els seus resultats fins a mesos després de Raman.)

La difusió del raman és potser més fàcilment comprensible si es considera que la llum incident consisteix en partícules o fotons (amb energia proporcional a la freqüència), que afecten les molècules de la mostra. La majoria de les trobades són elàstiques, i els fotons es dispersen amb energia i freqüència inalterades. En algunes ocasions, però, la molècula rep energia o aporta energia als fotons, que s’escampen amb energia disminuïda o augmentada, per tant amb freqüència inferior o superior. Els canvis de freqüència són, doncs, mesures de la quantitat d’energia implicada en la transició entre els estats inicials i finals de la molècula de dispersió.

L’efecte Raman és feble; per a un compost líquid, la intensitat de la llum afectada pot ser només d’1 / 100.000 d’aquest feix incident. El patró de les línies Raman és característic de les espècies moleculars particulars i la seva intensitat és proporcional al nombre de molècules de dispersió en el camí de la llum. Així, els espectres Raman s'utilitzen en anàlisis qualitatius i quantitatius.

Les energies corresponents als canvis de freqüència de Raman són les energies associades a transicions entre diferents estats de rotació i vibracions de la molècula de dispersió. Els canvis rotatius purs són petits i difícils d’observar, excepte els de molècules gasoses simples. En els líquids, els moviments de rotació es veuen bloquejats i no es troben línies Raman de rotació discretes. La majoria de les feines de Raman es preocupen de transicions vibratòries, que donen canvis més grans observables per a gasos, líquids i sòlids. Els gasos tenen una baixa concentració molecular a pressions ordinàries i per tant produeixen efectes Raman molt febles; així els líquids i sòlids són més freqüentment estudiats.