Pagrindinis mokslas

Ramano efekto fizika

Ramano efekto fizika
Ramano efekto fizika

Video: Pažinimo voratinklis: šiltnamio efekto fizika (Justinas Kilpys) 2024, Liepa

Video: Pažinimo voratinklis: šiltnamio efekto fizika (Justinas Kilpys) 2024, Liepa
Anonim

Ramano efektas, šviesos bangos ilgio pokytis, atsirandantis, kai šviesos pluoštą nukreipia molekulės. Kai šviesos spindulys praeina pro skaidrų cheminio junginio pavyzdį, kuriame nėra dulkių, nedidelė šviesos dalis iškyla kitomis kryptimis nei patenkančio (gaunamo) pluošto kryptis. Didžioji šios išsklaidytos šviesos bangos ilgis yra nepakitęs. Tačiau nedidelės dalies bangos ilgis skiriasi nuo krintančios šviesos bangos ilgio; jo buvimas yra Ramano efekto rezultatas.

Šis reiškinys pavadintas indų fiziku Siru Chandrasekhara Venkata Ramanu, kuris pirmą kartą paskelbė šio reiškinio stebėjimus 1928 m. (Austrijos fizikas Adolfas Smekalis teoriškai apibūdino poveikį 1923 m.). Pirmą kartą jį pastebėjo vos viena savaitė prieš Ramaną Rusijos fizikai Leonidas Mandelstamas ir Grigorijus. Landsbergis, tačiau jie nepaskelbė savo rezultatų praėjus keliems mėnesiams po Ramano.)

Ramano išsibarstymas turbūt lengviausiai suprantamas, jei krintanti šviesa yra susidedanti iš dalelių arba fotonų (kurių energija proporcinga dažniui), kurie smogia į mėginio molekules. Daugelis susidūrimų yra elastingi, o fotonai yra išsibarstę nepakitę energijos ir dažnio. Tačiau kai kuriais atvejais molekulė pasisavina energiją iš fotonų arba atiduoda juos fotonams, kurie tokiu būdu yra išsibarstę su sumažėjusia ar padidėjusia energija, vadinasi, mažesniu ar aukštesniu dažniu. Taigi dažnio poslinkiai yra energijos, susijusios su išsisklaidančios molekulės pradine ir galutine būsenomis, matavimai.

Ramano efektas silpnas; skystam junginiui paveiktos šviesos stipris gali būti tik 1/100 000 to kritančio pluošto. Ramano linijų modelis yra būdingas tam tikroms molekulinėms rūšims, o jo intensyvumas yra proporcingas išsklaidytų molekulių skaičiui šviesos kelyje. Taigi Ramano spektrai naudojami kokybinėje ir kiekybinėje analizėje.

Nustatyta, kad energija, atitinkanti Ramano dažnio poslinkius, yra energija, susijusi su perėjimais tarp skirtingos išsisklaidančios molekulės sukimosi ir virpesių būsenų. Gryni sukimosi poslinkiai yra maži ir sunkiai stebimi, išskyrus paprastų dujinių molekulių. Skysčiuose kliūva sukimosi judesiams, o diskrečių rotacinių Ramano linijų nerandama. Dauguma Ramano darbų yra susiję su vibraciniais perėjimais, kurie suteikia didesnius poslinkius, stebimus dujoms, skysčiams ir kietosioms medžiagoms. Dujos turi mažą molekulinę koncentraciją esant normaliam slėgiui, todėl sukelia labai silpną Ramano poveikį; taigi skysčiai ir kietosios dalelės tiriami dažniau.