Princip činnosti Ramanova spektrometru

Když je vzorek ozářen monochromatickým světlem s frekvencí v0, molekuly mohou dopadající světlo rozptylovat. Většina světla pouze mění směr svého šíření, což má zanásledek rozptyl, zatímco frekvence procházejícího světla přes molekuly zůstává stejná jako frekvence dopadajícího světla. V tomto případě se tento rozptylnazývá Rayleighův rozptyl; Existuje také druh rozptýleného světla, který představuje asi 10 ^ -6 až 10 ^ -10 z celkové intenzity rozptýleného světla. Toto rozptýlené světlonejen mění svůj směr šíření, ale také mění svou frekvenci, čímž se liší od frekvence excitačního světla. (dopadající světlo). Proto se toto rozptýlené světlonazývá Ramanův rozptyl. V Ramanově rozptylu se rozptyl světla se sníženou frekvencí vzhledem k dopadajícímu světlunazývá Stokesův rozptyl. Proto v opačném případě se rozptyl se zvýšenou frekvencínazývá anti Stokesův rozptyl. Stokesův rozptyl je obvykle mnohem silnějšínež anti Stokesův rozptyl a Ramanovy spektrometry obvykle měří Stokesův rozptyl, také známý jako Ramanův rozptyl.

Frekvenční rozdíl v mezi rozptýleným světlem a dopadajícím světlem senazývá Ramanův posun, který jenezávislýna frekvenci dopadajícího světla a souvisí pouze se strukturou samotné rozptylující molekuly. Ramanův rozptyl je způsoben změnami molekulární polarizace (změny v elektronových oblacích). Ramanův posun závisína změně hladin molekulární vibrační energie. Různé chemické vazbynebo funkční skupiny mají charakteristické molekulární vibrace a Δ E odráží změnu zadané energetické hladiny. Proto je také charakteristický odpovídající Ramanův posun. To je základem pro kvalitativní analýzu molekulární struktury pomocí Ramanovy spektroskopie.