Nguyên lý hoạt động của máy quang phổ Raman

Khi chiếu một ánh sáng đơn sắc có tần số v0 lên mẫu, các phân tử có thể làm tán xạ ánh sáng tới. Hầu hết ánh sáng chỉ thay đổi hướng truyền củanó, dẫn đến sự tán xạ, trong khi tần số của ánh sáng truyền qua các phân tử vẫn giữnguyên bằng tần số của ánh sáng tới. Trong trường hợpnày, sự tán xạnày được gọi là tán xạ Rayleigh; Ngoài ra còn có loại ánh sáng tán xạ chiếm khoảng 10 ^ -6 đến 10 ^ -10 trong tổng cường độ ánh sáng tán xạ. Ánh sáng tán xạnày không chỉ thay đổi hướng truyền mà tần số củanó cũng thay đổi, khiếnnó khác với tần số của ánh sáng kích thích. (ánh sáng tới). Vì vậy, ánh sáng tán xạnày được gọi là tán xạ Raman. Trong tán xạ Raman, sự tán xạ ánh sáng có tần số giảm so với ánh sáng tới được gọi là tán xạ Stokes. Do đó, trong trường hợpngược lại, sự tán xạ với tần số tăng lên được gọi là tán xạ phản Stokes. Tán xạ Stokes thường mạnh hơnnhiều so với tán xạ phản Stokes và máy quang phổ Raman thường đo tán xạ Stokes, còn được gọi là tán xạ Raman.

Sự chênh lệch tần số v giữa ánh sáng tán xạ và ánh sáng tới được gọi là sự dịch chuyển Raman,nó không phụ thuộc vào tần số của ánh sáng tới và chỉ liên quan đến cấu trúc của chính phân tử tán xạ. Tán xạ Raman xảy ra do sự thay đổi độ phân cực của phân tử (sự thay đổi của đám mây điện tử). Sự dịch chuyển Raman phụ thuộc vào sự thay đổi mứcnăng lượng dao động phân tử. Các liên kết hóa học hoặcnhóm chức khácnhau có dao động phân tử đặc trưng và Δ E phản ánh sự thay đổi ở mứcnăng lượng quy định. Do đó, sự dịch chuyển Raman tương ứng cũng có tính chất đặc trưng. Đây là cơ sở để phân tích định tính cấu trúc phân tử bằng phương pháp quang phổ Raman.