Das Funktionsprinzip des Raman-Spektrometers

Wenn monochromatisches Licht mit der Frequenz v0 auf die Probe gestrahlt wird, können Moleküle das einfallende Licht streuen. Das meiste Licht ändertnur seine Ausbreitungsrichtung, was zu Streuung führt, während die Frequenz des durchgelassenen Lichts, das durch Moleküle geht, dieselbe bleibt wie die Frequenz des einfallenden Lichts. In diesem Fall wird diese Streuung Rayleigh-Streuung genannt; Es gibt auch eine Art Streulicht, das etwa 10 ausmacht ^ -6 bis 10 ^ -10 der gesamten Streulichtintensität. Dieses Streulicht ändertnichtnur seine Ausbreitungsrichtung, sondern auch seine Frequenz, wodurch es sich von der Frequenz des Anregungslichts unterscheidet (einfallendes Licht). Daher wird dieses Streulicht Raman-Streuung genannt. Bei der Raman-Streuung wird die Streuung von Licht mit einer im Verhältnis zum einfallenden Licht verringerten Frequenz als Stokes-Streuung bezeichnet. Daher wird im umgekehrten Fall die Streuung mit erhöhter Frequenz als Anti-Stokes-Streuung bezeichnet. Die Stokes-Streuung istnormalerweise viel stärker als die Anti-Stokes-Streuung, und Raman-Spektrometer messennormalerweise die Stokes-Streuung, auch Raman-Streuung genannt.

Der Frequenzunterschied v zwischen gestreutem und einfallendem Licht wird als Raman-Verschiebung bezeichnet, die unabhängig von der Frequenz des einfallenden Lichts ist undnur mit der Struktur des streuenden Moleküls selbst zusammenhängt. Raman-Streuung wird durch Änderungen der molekularen Polarisierbarkeit verursacht (Veränderungen in Elektronenwolken). Die Raman-Verschiebung hängt von der Änderung der molekularen Schwingungsenergieniveaus ab. Verschiedene chemische Bindungen oder funktionelle Gruppen weisen charakteristische molekulare Schwingungen auf Δ E spiegelt die Änderung des angegebenen Energieniveaus wider. Daher ist auch die entsprechende Raman-Verschiebung charakteristisch. Dies ist die Grundlage für die qualitative Analyse der Molekülstruktur mittels Raman-Spektroskopie.