ラマン効果物理学

ラマン効果、光ビームが分子によって偏向されるときに発生する光の波長の変化。光のビームがほこりのない透明な化合物のサンプルを横切るとき、光のほんの一部が入射（入射）ビームの方向以外の方向に現れます。この散乱光のほとんどは波長が変化していません。ただし、ごく一部の波長は入射光の波長とは異なります。その存在はラマン効果の結果です。

この現象は、1928年に効果の観察結果を最初に発表したインドの物理学者、チャンドラセハラベンカタラマン卿にちなんで名付けられました。ランズバーグ;しかし、彼らはラマンの数か月後まで結果を公表しなかった。）

ラマン散乱は、サンプルの分子に当たる粒子または光子（エネルギーは周波数に比例する）で構成されていると考えると、おそらく最も簡単に理解できます。遭遇のほとんどは弾性的であり、光子は変化しないエネルギーと周波数で散乱します。ただし、場合によっては、分子はフォトンからエネルギーを取得するか、フォトンにエネルギーを譲渡します。これにより、エネルギーが減少または増加して散乱し、周波数が低くまたは高くなります。したがって、周波数シフトは、散乱分子の初期状態と最終状態の間の遷移に関与するエネルギー量の測定値です。

ラマン効果は微弱です。液体化合物の場合、影響を受ける光の強度は、その入射ビームの1 / 100,000にすぎません。ラマン線のパターンは特定の分子種に特徴的であり、その強度は光路内の散乱分子の数に比例します。したがって、ラマンスペクトルは定性的および定量的分析に使用されます。

ラマン周波数シフトに対応するエネルギーは、散乱分子の異なる回転状態と振動状態の間の遷移に関連するエネルギーであることがわかります。単純な気体分子の場合を除き、純粋な回転シフトは小さく、観察するのが困難です。液体中では、回転運動が妨げられ、離散的な回転ラマン線は見られません。ほとんどのラマン研究は、気体、液体、および固体で観測可能なより大きなシフトを与える振動遷移に関係しています。ガスは、常圧での分子濃度が低いため、非常に微弱なラマン効果を生み出します。したがって、液体と固体はより頻繁に研究されます。