رئيسي علم

فيزياء تأثير رامان

فيزياء تأثير رامان
فيزياء تأثير رامان

فيديو: Basics and principle of Raman Spectroscopy | Learn under 5 min | Stokes and Anti-Stokes | AI 09 2024, يوليو

فيديو: Basics and principle of Raman Spectroscopy | Learn under 5 min | Stokes and Anti-Stokes | AI 09 2024, يوليو
Anonim

تأثير رامان ، تغير في الطول الموجي للضوء الذي يحدث عندما تنحرف شعاع الضوء عن طريق الجزيئات. عندما يمر شعاع من الضوء على عينة شفافة خالية من الغبار لمركب كيميائي ، يظهر جزء صغير من الضوء في اتجاهات غير تلك الخاصة بالحزمة (الواردة). معظم هذا الضوء المتناثر له طول موجة لا يتغير. ومع ذلك ، فإن جزءًا صغيرًا له أطوال موجية مختلفة عن تلك الخاصة بالضوء الساقط ؛ وجودها هو نتيجة تأثير رامان.

وقد سميت هذه الظاهرة باسم الفيزيائي الهندي السير شاندراسيخارا فينكاتا رامان ، الذي نشر لأول مرة ملاحظات للتأثير في عام 1928. (وصف الفيزيائي النمساوي أدولف سميكال نظريًا التأثير في عام 1923. وقد لوحظ لأول مرة قبل أسبوع واحد فقط من رامان من قبل الفيزيائيين الروس ليونيد ماندلستام وجريجوري لاندسبيرج ، لكنهم لم ينشروا نتائجهم حتى أشهر بعد رامان.)

ربما يكون من السهل فهم تشتت رامان إذا تم اعتبار الضوء الساقط على أنه يتكون من جسيمات ، أو فوتونات (ذات طاقة تتناسب مع التردد) ، تضرب جزيئات العينة. معظم اللقاءات مرنة ، وتشتت الفوتونات بالطاقة والتردد دون تغيير. ومع ذلك ، في بعض المناسبات ، يأخذ الجزيء الطاقة من الفوتونات أو يتخلى عنها ، والتي تتناثر بالتالي مع الطاقة المتناقصة أو المتزايدة ، وبالتالي بتردد أقل أو أعلى. وبالتالي فإن التحولات الترددية هي مقاييس لكميات الطاقة المتضمنة في الانتقال بين الحالة الأولية والنهائية لجزيء الانتثار.

تأثير رامان ضعيف. بالنسبة لمركب سائل ، قد تكون شدة الضوء المتأثر فقط 1 / 100،000 من شعاع الحادث. إن نمط خطوط رامان هو سمة للأنواع الجزيئية المعينة ، وكثافتها تتناسب مع عدد الجزيئات المتناثرة في مسار الضوء. وهكذا ، تستخدم أطياف رامان في التحليل النوعي والكمي.

تم العثور على الطاقات المقابلة لتحولات التردد في رامان لتكون الطاقات المرتبطة بالتحولات بين حالات الدوران والاهتزازات المختلفة لجزيء الانتثار. التحولات الدورانية النقية صغيرة ويصعب ملاحظتها ، باستثناء تلك الخاصة بالجزيئات الغازية البسيطة. في السوائل ، يتم إعاقة حركات الدوران ، ولم يتم العثور على خطوط رامان المنفصلة. تهتم معظم أعمال رامان بالتحولات الاهتزازية ، والتي تعطي تحولات أكبر يمكن ملاحظتها للغازات والسوائل والمواد الصلبة. تحتوي الغازات على تركيز جزيئي منخفض عند الضغوط العادية وبالتالي تنتج تأثيرات رامان باهتة جدًا ؛ وبالتالي يتم دراسة السوائل والمواد الصلبة بشكل متكرر.