Эфект Рамана

З пляцоўкі Вікіпедыя
Jump to navigation Jump to search

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[ru] і Л. І. Мандэльштамам на крышталях і Ч. Раманам і К. Крышнанам[en] на вадкасцях[1].

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[правіць | правіць зыходнік]

Лініі-спадарожнікі

Спектр камбінацыйнага рассеяння, у адрозненне ад рэлееўскага[ru], змяшчае, акрамя падаючага святла з частатой ν0, лініі ν0±νm, 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[2].

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±νm. 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 0−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 νm — 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[ru]. 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.

Зноскі

  1. Рамана эффект // Физическая энциклопедия, Т. 4.
  2. Барсуков О. А., Ельяшевич М. А. Основы атомной физики — М.: Научный мир, 2006.

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]