A Raman spektrométer működési elve

Ha v0 frekvenciájú monokromatikus fényt sugároznak be a mintára, a molekulák szétszórhatják a beeső fényt. A legtöbb fény csak a terjedési irányát változtatja meg, ami szóródást eredményez, míg a molekulákon áthaladó áteresztett fény frekvenciája ugyanaz marad, mint a beeső fény frekvenciája. Ebben az esetben ezt a szóródást Rayleigh-szórásnaknevezzük; Van egyfajta szórt fény is, amely körülbelül 10-et tesz ki ^ -6-tól 10-ig ^ -10 a teljes szórt fény intenzitásából. Ez a szórt fénynemcsak a terjedési irányát, hanem a frekvenciáját is megváltoztatja, így eltér a gerjesztő fény frekvenciájától (beeső fény). Ezért ezt a szórt fényt Raman-szórásnaknevezik. A Raman-szórásban a fénynek a beeső fényhez viszonyított csökkentett frekvenciájú szóródását Stokes-szórásnaknevezzük. Ezért ellenkező esetben a megnövekedett frekvenciájú szórást Stokes-ellenes szórásnaknevezzük. A Stokes-szórás általában sokkal erősebb, mint az anti-Stokes-szórás, és a Raman-spektrométerek általában a Stokes-szórást, másnéven Raman-szórást mérik.

A szórt fény és a beeső fény közötti v frekvenciakülönbséget Raman-eltolásnaknevezzük, amely független a beeső fény frekvenciájától, és csak magának a szórómolekulának a szerkezetére vonatkozik. A Raman-szórást a molekuláris polarizálhatóság változásai okozzák (változások az elektronfelhőkben). A Raman-eltolódás a molekuláris rezgési energiaszintek változásától függ. A különböző kémiai kötések vagy funkciós csoportok jellegzetes molekuláris rezgésekkel rendelkeznek, ill Δ E a megadott energiaszint változását tükrözi. Ezért a megfelelő Raman-eltolódás is jellemző. Ez az alapja a molekulaszerkezet Raman-spektroszkópia segítségével történő kvalitatív elemzésének.