Ramanspredning

Ramanspredning eller ramaneffekten er en uelastisk spredning af fotoner af stof, hvilket betyder at der er en udveksling af energi og en ændring i lysets retning. Normalt involverer det vibrationsenergi fra et molekyle, når fotoner fra en laser i det synlige spektrum skiftes til et lavere energiniveau. Normalt kaldes dette stokes-ramanspredning. Effekten bliver udnyttet af kemikere og fysikere til at få information om materialer til en række formål ved forskellige former for ramanspektroskopi. Mange andre slags ramanspektroskopi tillader rotationsenergi at blive undersøgt (hvis det er gasprøver der anvendes) og elektronernes energiniveau kan undersøges hvis der anvendes en røntgenkilde foruden de øvrige metoder. Der findes flere mere komplekse teknikker, som involverer pulslasere, flere laserstråler osv.

Et tidligt ramanspektrum af benzen udgivet af C.V. Raman og K. S. Krishnan.^[1]

Lys har en vis sandsynlighed for at blive spredt på et materiale. Når fotoner bliver spredt sker størstedelen af dem ved elastisk spredning (rayleighspredning), så det spredte fotoner har samme energi (frekvens, bølgelængde og farve) som de indkommende fotoner men en anden retning. Rayleighspredning har normalt en intensitet på mellem 0,1 % til 0,01 % af strålingskilden.^[2] En endnu mindre andel af de spredte fotoner (omkring 1 ud af 10 millioner) kan bliver spredt uelastisk, hvor de spredte fotoner får et andet energiniveau (normalt lavere), end de fotoner der har ramt materialet. Dette kaldes ramanspredning.^[3] På grund af bevarelsen af energi får materialet enten mere eller mindre energi i processen.

Rayleighspredning blev opdaget og undersøgt i 1900-tallet. Ramaneffekten har fået navn efter den indiske fysiker C. V. Raman, der påviste eksistensen i 1928 med assistance fra sin studerende K. S. Krishnan. Raman modtog nobelprisen i fysik i 1930 for sin opdagelse.^[4] Effekten var blevet forudsagt teoretisk af Adolf Smekal i 1923.^[5]

Referencer

1. K. S. Krishnan; Raman, C. V. (1928). "The Negative Absorption of Radiation". Nature (engelsk). 122 (3062): 12-13. Bibcode:1928Natur.122...12R. doi:10.1038/122012b0. ISSN 1476-4687. S2CID 4071281.
2. Keresztury, Gábor (2002). "Raman Spectroscopy: Theory". Handbook of Vibrational Spectroscopy. Vol. 1. Chichester: Wiley. ISBN 0471988472.
3. Harris and Bertolucci (1989). Symmetry and Spectroscopy. Dover Publications. ISBN 978-0-486-66144-5.
4. Singh, R. (2002). "C. V. Raman and the Discovery of the Raman Effect". Physics in Perspective. 4 (4): 399-420. Bibcode:2002PhP.....4..399S. doi:10.1007/s000160200002. S2CID 121785335.
5. Smekal, A. (1923). "Zur Quantentheorie der Dispersion". Naturwissenschaften. 11 (43): 873-875. Bibcode:1923NW.....11..873S. doi:10.1007/BF01576902. S2CID 20086350.

Eksterne henvisninger

• Wikimedia Commons har flere filer relateret til Ramanspredning
• Raman Effect - Classical Theory
• Explanation from Hyperphysics in Astronomy section of gsu.edu
• Raman Spectroscopy – Tutorial at Kosi.com Arkiveret 13. juli 2011 hos Wayback Machine
• Prof. R. W. Wood Demonstrating the New "Raman Effect" in Physics (Scientific American, December 1930)
• A short description of spontaneous Raman scattering
• Raman Effect: fingerprinting the universe