مبدأ عمل مطياف رامان

عندما يتم تشعيع ضوء أحادي اللون بتردد v0 على العينة، يمكن للجزيئات أن تبعثر الضوء الساقط. يغير معظم الضوء اتجاه انتشاره فقط، مما يؤدي إلى التشتت، في حين يظل تردد الضوء المنقول الذي يمر عبر الجزيئات هو نفس تردد الضوء الساقط. في هذه الحالة، يسمى هذا التشتت تشتت رايلي؛ وهناك أيضًا نوع من الضوء المتناثر، والذي يمثل حوالي 10 ^ -6 إلى 10 ^ -10 من إجمالي شدة الضوء المتناثرة. لا يغير هذا الضوء المبعثر اتجاه انتشاره فحسب، بل يتغير تردده أيضًا، مما يجعله مختلفًا عن تردد ضوء الإثارة (ضوء الحادث). ولذلك، فإن هذا الضوء المبعثر يسمى تشتت رامان. في تشتت رامان، يُسمى تشتت الضوء بتردد منخفض بالنسبة للضوء الساقط بتشتت ستوكس. ولذلك، في الحالة المعاكسة، يسمى التشتت ذو التردد المتزايد تشتت ستوكس المضاد. عادة ما يكون تشتت ستوكس أقوى بكثير من تشتت ستوكس المضاد، وعادة ما يقيس مطياف رامان تشتت ستوكس، المعروف أيضًا باسم تشتت رامان.

يسمى فرق التردد v بين الضوء المبعثر والضوء الساقط بإزاحة رامان، وهو مستقل عن تردد الضوء الساقط ويرتبط فقط ببنية جزيء التشتت نفسه. يحدث تشتت رامان بسبب التغيرات في الاستقطاب الجزيئي (التغيرات في السحب الإلكترونية). يعتمد تحول رامان على التغير في مستويات الطاقة الاهتزازية الجزيئية. الروابط الكيميائية أو المجموعات الوظيفية المختلفة لها اهتزازات جزيئية مميزة Δ يعكس E التغير في مستوى الطاقة المحدد. ولذلك، فإن تحول رامان المقابل هو أيضا سمة مميزة. وهذا هو الأساس للتحليل النوعي للتركيب الجزيئي باستخدام مطيافية رامان.