Η αρχή λειτουργίας του φασματόμετρου Raman

Όταν ένα μονοχρωματικό φως με συχνότητα v0 ακτινοβολείται στο δείγμα, τα μόρια μπορούν να διασκορπίσουν το προσπίπτον φως. Το μεγαλύτερο μέρος του φωτός αλλάζει μόνο την κατεύθυνση διάδοσής του, με αποτέλεσμα τη σκέδαση, ενώ η συχνότητα του μεταδιδόμενου φωτός που διέρχεται από τα μόρια παραμένει ίδια με τη συχνότητα του προσπίπτοντος φωτός. Σε αυτή την περίπτωση, αυτή η σκέδαση ονομάζεται σκέδαση Rayleigh. Υπάρχει επίσης ένας τύπος διάσπαρτου φωτός, ο οποίος αντιπροσωπεύει περίπου 10 ^ -6 έως 10 ^ -10 της συνολικής έντασης διάσπαρτου φωτός. Αυτό το σκεδαζόμενο φως όχι μόνο αλλάζει την κατεύθυνση διάδοσής του, αλλά αλλάζει και η συχνότητά του, κάνοντάς το διαφορετικό από τη συχνότητα του φωτός διέγερσης (προσπίπτον φως). Επομένως, αυτό το διάσπαρτο φως ονομάζεται σκέδαση Raman. Στη σκέδαση Raman, η σκέδαση φωτός με μειωμένη συχνότητα σε σχέση με το προσπίπτον φως ονομάζεται σκέδαση Stokes. Επομένως, στην αντίθετη περίπτωση, η σκέδαση με αυξημένη συχνότητα ονομάζεται anti Stokes scattering. Η σκέδαση Stokes είναι συνήθως πολύ ισχυρότερη από τη σκέδαση κατά του Stokes, και τα φασματόμετρα Raman συνήθως μετρούν τη σκέδαση Stokes, επίσης γνωστή ως σκέδαση Raman.

Η διαφορά συχνότητας v μεταξύ σκεδαζόμενου φωτός και προσπίπτοντος φωτός ονομάζεται μετατόπιση Raman, η οποία είναι ανεξάρτητη από τη συχνότητα του προσπίπτοντος φωτός και σχετίζεται μόνο με τη δομή του ίδιου του μορίου σκέδασης. Η σκέδαση Raman προκαλείται από αλλαγές στη μοριακή πολωσιμότητα (αλλαγές στα νέφη ηλεκτρονίων). Η μετατόπιση Raman εξαρτάται από την αλλαγή στα επίπεδα μοριακής δόνησης ενέργειας. Διαφορετικοί χημικοί δεσμοί ή λειτουργικές ομάδες έχουν χαρακτηριστικούς μοριακούς κραδασμούς και Δ Το E αντικατοπτρίζει την αλλαγή στο καθορισμένο επίπεδο ενέργειας. Ως εκ τούτου, η αντίστοιχη μετατόπιση Raman είναι επίσης χαρακτηριστική. Αυτή είναι η βάση για την ποιοτική ανάλυση της μοριακής δομής χρησιμοποιώντας φασματοσκοπία Raman.