Arbejdsprincippet for Raman-spektrometer

Når et monokromatisk lys med en frekvens på v0 bestråles på prøven, kan molekyler sprede det indfaldende lys. Det meste lys ændrer kun sin udbredelsesretning, hvilket resulterer i spredning, mens frekvensen af ​​transmitteret lys, der passerer gennem molekyler, forbliver den samme som frekvensen af ​​indfaldende lys. I dette tilfælde kaldes denne spredning for Rayleigh-spredning; Der er også en type spredt lys, som tegner sig for omkring 10 ^ -6 til 10 ^ -10 af den samlede spredte lysintensitet. Dette spredte lys ændrer ikke kun sin udbredelsesretning, men også dets frekvensændringer, hvilket gør det forskelligt fra frekvensen af ​​excitationslys (indfaldende lys). Derfor kaldes dette spredte lys for Raman-spredning. I Raman-spredning kaldes spredningen af ​​lys med en reduceret frekvens i forhold til det indfaldende lys Stokes-spredning. Derfor kaldes spredningen med en øget frekvens i det modsatte tilfælde anti Stokes-spredning. Stokes-spredning ernormalt meget stærkere end anti Stokes-spredning, og Raman-spektrometre målernormalt Stokes-spredning, også kendt som Raman-spredning.

Frekvensforskellen v mellem spredt lys og indfaldende lys kaldes Raman-forskydning, som er uafhængig af frekvensen af ​​det indfaldende lys og kun relateret til strukturen af ​​selve spredningsmolekylet. Raman-spredning er forårsaget af ændringer i molekylær polariserbarhed (ændringer i elektronskyer). Raman-skiftet afhænger af ændringen i molekylære vibrationsenerginiveauer. Forskellige kemiske bindinger eller funktionelle grupper har karakteristiske molekylære vibrationer, og Δ E afspejler ændringen i det specificerede energiniveau. Derfor er det tilsvarende Ramanskifte også karakteristisk. Dette er grundlaget for kvalitativ analyse af molekylær struktur ved hjælp af Raman-spektroskopi.