라만효과

광자는 분자의 전자시스템에 의해 흩어질 수 있다. 광자가 투명한 물질 샘플을 통과 할 때,대부분은 같은 방향으로 계속 될 것이지만,그 중 작은 분열은 다른 방향으로 흩어질 것입니다. 시스템 내에서 광이 상호 작용할 때 세 가지 방법 중 하나에 의해 흩어질 수 있습니다.:
1)레일리 산란
2)라만-스톡스 산란
3)라만-안티-스톡스 산란
방사선 효과를 확인한 레일리 경을 기리기 위해 명명 된 레일리 산란은 때때로 탄성 캐터링이라고도합니다. 이 효과는 캐터링 구의 반경이 우발적 인 파동 길이보다 훨씬 작을 때 발생합니다. (14)이와 같이,산란광자는 그것의 발생 파동 길이(및 그것의 주파수 및 에너지)를 유지한다. 이 탄성 방식으로 분자 시스템 도소와의 상호 작용에 흩어져있는 대부분의 사진. (1)
그러나,투명 매체에 존재하는 분자의 진동으로 인해 광자가 산란될 때,발생 파동 길이에 비해 파장의 변화가 있다. 그러한 변화의 발생은 라만 효과(그 효과를 발견 한 인도의 물리학 자 라만)의 이름을 따서 명명되었습니다. 라만 산란을 특징 짓는 물결 길이 이동은 다음과 같이 클 수 있습니다. (15)아래의 동등 수에서 나타낸 바와 같이,라만 이동의 정도는 특정 가 결합의 원자의 질량 및 결합의 강도에 의존한다.

shiftequation
여기서 100 은 100 의 척도이며,100 은 100 의 척도이며,100 은 100 의 척도이다. (2)

두 가지 다른 형태의 라만 산란이 가능합니다.흩어져있는 가벼운 광자는 입사 에너지에 비해 에너지를 얻거나 잃을 수 있습니다. 진동 접지 상태에서 시작되는 분자가 우발적 인 사진을 흡수 할 때 가상 상태(전자 구름의 분극)로 여기되어 더 높은 에너지 진동 상태로 돌아간다면,방출 된 산란 된 광자는 사고 광자보다 에너지(더 긴 파장)가 적습니다. 초과 에너지는 캐터링 매체에 의해 얻어졌다. 이 유형의 라만 효과를 스토크 스 캐터링이라고합니다. (6)
한편,분자가 더 높은 진동 상태에서 시작하여 광자의 흡수에 따라 더 높은 에너지 가상 상태로 상승하는 경우,이 분자의 접지 진동 상태로의 복귀는보다 높은 에너지(짧은 파장)의 광자의 방출에 의해 특징 지어 질 것이다. 따라서,에너지는 산란중간에 의해 손실되었습니다. 이 유형의 라만 효과를 안티 스토크라고합니다.캐터링. (6)
아래의 표 1 은 롤리 산란과 라만 산란의 주요 개념 간의 비교를 보여줍니다. 또한 그림 1 은 이러한 각 유형의 산란에 대한 에너지 다이어그램의 비교를 보여줍니다.

표 1-롤리와 라만스캐터링의 비교

롤리 캐터링 라만스 캐터링
탄성 캐터링 비탄성 캐터링 비탄성 캐터링
산란 광자는 발생률을 유지합니다. 산란 광자는 입사 광자 산란 광자보다 에너지가 적습니다. 입사 광자보다 더 많은 에너지
광에너지 보존 매체에 의해 얻은 에너지 매체에 의해 손실된 에너지

그림 1-롤리 안드라만 산란에 대한 에너지 다이어그램(6)
라마디아그램

라만 효과는 레일리 효과와 비교하여 상대적으로 약한 효과입니다. 산란 된 사진의 1%미만이 레일리 효과를 나타내는 99%이상에 비해 라만 효과를 나타냅니다(4). 라만 산란 된 사진 중 스톡스 산란의 양은 반 스톡스 산란의 양보다 큽니다. 이것은 스톡스 및 안티 스톡스 산란의 차이로 표현됩니다(아래 그림 2 참조). 이 볼츠만 분포를 따르는 분자의 진동 상태의 인구 차이에 의해 설명 될 수있다. 이 분포에 따르면,지상 진동 상태에 비해 더 높은 진동 상태에서 시작하는 분자가 적고,따라서 스톡스 산란에 비해 안티 스톡스 산란의 광 특성을 방출하는 분자가 적습니다. (6)

그림 2:광자 산란의 세 가지 형태에 대한 다양한 강도. (6)
intensity

라만 효과로 인한 이동은진동 상태와 접지 상태 사이의 간격. 따라서 스톡스 및 안티 스톡스 광자는 레일리 광자 에너지로부터 동일한 양의 에너지(각각 아래 및 위)로 산란됩니다. (6)

답글 남기기

이메일 주소는 공개되지 않습니다.