Zasada działania spektrometru Ramana

Kiedyna próbkę zostanienapromieniowane światło monochromatyczne o częstotliwości v0, cząsteczki mogą rozproszyć padające światło. Większość światła zmienia jedynie kierunek propagacji, powodując rozproszenie, podczas gdy częstotliwość przepuszczanego światła przechodzącego przez cząsteczki pozostaje taka sama jak częstotliwość światła padającego. W tym przypadku rozpraszanie tonazywa się rozpraszaniem Rayleigha; Istnieje również rodzaj światła rozproszonego, który stanowi około 10 ^ -6 do 10 ^ -10 całkowitegonatężenia światła rozproszonego. To rozproszone światłonie tylko zmienia kierunek propagacji, ale także zmienia się jego częstotliwość, czym różni się od częstotliwości światła wzbudzającego (światło padające). Dlatego to rozproszone światłonazywa się rozpraszaniem Ramana. W rozpraszaniu Ramana rozpraszanie światła o zmniejszonej częstotliwości w stosunku do światła padającegonazywa się rozpraszaniem Stokesa. Dlatego w odwrotnym przypadku rozpraszanie o zwiększonej częstotliwościnazywa się rozpraszaniem antystokesowskim. Rozpraszanie Stokesa jest zwykle znacznie silniejszeniż rozpraszanie anty-Stokesa, a spektrometry Ramana zwykle mierzą rozpraszanie Stokesa, znane również jako rozpraszanie Ramana.

Różnica częstotliwości v pomiędzy światłem rozproszonym a światłem padającymnazywana jest przesunięciem Ramana i jestniezależna od częstotliwości padającego światła i związana jedynie ze strukturą samej cząsteczki rozpraszającej. Rozpraszanie Ramana jest spowodowane zmianami polaryzowalności cząsteczek (zmiany w chmurach elektronowych). Przesunięcie Ramana zależy od zmiany poziomów energii wibracji molekularnych. Różne wiązania chemiczne lub grupy funkcyjne mają charakterystyczne wibracje molekularne i Δ E odzwierciedla zmianę określonego poziomu energii. Dlatego charakterystyczne jest również odpowiednie przesunięcie Ramana. Stanowi to podstawę do jakościowej analizy struktury molekularnej z wykorzystaniem spektroskopii Ramana.