Principiul de funcționare al spectrometrului Raman

Când o lumină monocromatică cu o frecvență de v0 este iradiată pe probă, moleculele pot împrăștia lumina incidentă. Majoritatea luminii își schimbă doar direcția de propagare, rezultând împrăștiere, în timp ce frecvența luminii transmise care trece prin molecule rămâne aceeași cu frecvența luminii incidente. În acest caz, această împrăștiere senumește împrăștiere Rayleigh; Există, de asemenea, un tip de lumină împrăștiată, care reprezintă aproximativ 10 ^ -6 la 10 ^ -10 din intensitatea totală a luminii împrăștiate. Această lumină împrăștiatănunumai că își schimbă direcția de propagare, ci și frecvența sa, făcând-o diferită de frecvența luminii de excitație. (lumina incidenta). Prin urmare, această lumină împrăștiată senumește împrăștiere Raman. În împrăștierea Raman, împrăștierea luminii cu o frecvență redusă în raport cu lumina incidentă senumește împrăștiere Stokes. Prin urmare, în cazul opus, împrăștierea cu o frecvență crescută senumește împrăștiere anti Stokes. Imprăștirea Stokes este de obicei mult mai puternică decât împrăștierea anti Stokes, iar spectrometrele Raman măsoară de obicei împrăștierea Stokes, cunoscută și subnumele de împrăștiere Raman.

Diferența de frecvență v dintre lumina împrăștiată și lumina incidentă senumește deplasare Raman, care este independentă de frecvența luminii incidente și este legată doar de structura moleculei de împrăștiere în sine. Imprăștirea Raman este cauzată de modificările polarizabilității moleculare (modificări alenorilor de electroni). Schimbarea Raman depinde de schimbareanivelurilor de energie vibrațională moleculară. Diferite legături chimice sau grupuri funcționale au vibrații moleculare caracteristice și Δ E reflectă modificareanivelului de energie specificat. Prin urmare, deplasarea Raman corespunzătoare este, de asemenea, caracteristică. Aceasta este baza pentru analiza calitativă a structurii moleculare folosind spectroscopie Raman.