Эфект Рамана

Эфе́кт Ра́мана (камбінацы́йнае рассе́янне святла́) — рассейванне святла рэчывам, якое суправаджаецца змяненнем даўжыні хвалі святла.

Эфект звязаны з ваганнем і вярчэннем малекул рэчыва. Быў адкрыты ў 1928 годзе Р. С. Ландсбергам і Л. І. Мандэльштамам на крышталях і Ч. Раманам і К. Крышнанам на вадкасцях.

Эфект камбінацыйнага рассеяння святла выяўляецца ў тым, што ў спектры рассеянага святла з’яўляюцца спектральныя лініі, якія адсутнічаюць у падаючым святле. Колькасць і месца знаходжання (частата) гэтых ліній адпавядае малекулярнай будове рэчыва.

Спектр камбінацыйнага рассейвання

Лініі-спадарожнікі

Спектр камбінацыйнага рассеяння, у адрозненне ад рэлееўскага, змяшчае, акрамя падаючага святла з частатой ν₀, лініі ν₀±ν_m, якія называюцца спадарожнікі.

Спектральныя лініі-спадарожнікі суправаджаюць кожную спектральную лінію першаснага святла.

Зрух спадарожнікаў па частаце адносна першаснай лініі характарызуе рассейваючае рэчыва і роўны ўласным частотам малекулярных ваганняў.

Спадарожнікі ўяўляюць сабой дзве групы ліній, размешчаных сіметрычна адносна лініі першаснага святла. Спадарожнікі, зрушаныя ў чырвоны (даўгахвалевы) бок адносна першапачатковай лініі называюцца «чырвонымі» (ці стоксавымі), а зрушаныя ў фіялетавы (караткахвалевы) — «фіялетавымі» (антыстоксавымі).

З павелічэннем тэмпературы інтэнсіўнасць антыстоксавых спадарожнікаў хутка павялічваецца.

Квантавая тэорыя тлумачыць камбінацыйнае рассейванне святла як працэс, які складаецца з двух звязаных паміж сабой актаў: паглынання фатона частаты ν₀ і выпускання фатона з частатой ν₀±ν_m. Энергія малекулы не можа прымать толькі пэўныя значэнні. Малекула можа знаходзіцца на пэўных энергетычных узроўнях — асноўным і ўзбуджаным. Энергія ўзбуджанага ўзроўня больш за энергію асноўнага на ΔЕ. Калі фатон з энергіяй hν паглынаецца малекулай, якая знаходзіцца на асноўнам узроўні, яна пераходзіць на ўзбуджаны і паглынае частку энергіі фатона. Выпушчаны фатон мае энергію hν₀−ΔЕ і частату ν₀−ΔЕ/h. Фатон зрушваецца ў чырвоны бок. Калі малекула знаходзіцца на ўзбуджаным уроўні, выпушчаны фатон зрушваецца ў фіялетавы бок. З павелічэннем тэмпературы колькасць узбуджаных малекул павялічваецца, павялічваецца інтэнсіўнасць антыстоксавых спадарожнікаў.

Частоты ν_m — частоты вагальных або круцільных рухаў малекулы. Такім чынам, частоты спадарожнікаў з’яўляюцца камбінацыямі частот падаючага святла і ўласных частот малекулы. Таму і рассейванне называюць камбінацыйным. Па частотах спадарожнікаў можна вызначаць, якое рэчыва рассейвае святло. Гэтым займаецца раманаўская спектраскапія. Раманаўскі эфект назіраецца ў рассеяным святле ад ўзору, а не ў спектры паглынання узорам святла. Таму раманаўская спектраскапія не патрабуе спецыяльнай падрыхтоўкі ўзору і неадчувальная да палос паглынання. Гэта ўласцівасць раманаўскай (КР) спектраскапіі палягчае працэс непасрэднага вымярэння ў цвёрдых, вадкіх і газападобных асяроддзях, а таксама вымярэння праз празрыстыя матэрыялы, напрыклад, шкло, кварц, пластмасу.

Літаратура

• Камбінацыйнае рассеянне святла // Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т. 7: Застаўка — Кантата / Рэдкал.: Г. П. Пашкоў і інш. — Мн. : БелЭн, 1998. — Т. 7. — С. 507. — 10 000 экз. — ISBN 985-11-0035-8. — ISBN 985-11-0130-3 (т. 7).
• Рамана эффект // Физическая энциклопедия. В 5 т. Т. 4: Пойнтинга-Робертсона — Стримеры (руск.) / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1994. — 704 с. — 40 000 экз. — ISBN 5-85270-087-8. — С. 252.
• Болсун А. И. Краткий словарь физических терминов / Сост. А. И. Болсун. — Мн.: Вышэйшая школа, 1979. — С. 168. — 416 с. — 30 000 экз. (руск.)
• Барсуков О. А., Ельяшевич М. А. Основы атомной физики — М.: Научный мир, 2006. (руск.)