0000063 (4)

czek. W tego rodzaju rozproszeniu światła, zwanym rozproszeniem Rayleigha, nie zmienia się długość fali. Zderzenia fotonów z „ośrodkami” rozproszenia są sprężyste.

Inny rodzaj rozproszenia światła został odkryty przez Ramana i niezależnie przez Mandelstama i Landsbcrga (1928). Rozproszenie to, zwane ramanowskim, zachodzi zarówno w ciałach stałych, jak ciekłych i gazowych, a światło rozproszone zawiera poza

Ryc. 2.9. Schemat powstawania widma Ramana.

długością fali światła padającego X₀ także fale nieco dłuższe X₀-_rAX i krótsze X₀—AX, albo inaczej poza częstotliwością v„ także częstotliwości mniejsze v₀—Av i większe v₀+ Av. Zjawisko polega na tym, że światło o energii fotonów /iv₀ powoduje wzbudzenie poziomów energetycznych cząsteczek substancji, przez którą przechodzi. Cząsteczka ze stanu o energii £)przechodzi do stanu E, — Ej -h'J₀. Przy powrocie do stanu wyjściowego Ej zostaje wypromieniowany foton o tej samej energii /iv₀ (rozpraszanie sprężyste) (ryc. 2.9). Jeżeli jednak cząsteczka zamiast do stanu Ej przejdzie do stanu o energii E_k nieco wyższej, zostanie wypromieniowany foton o nieco mniejszej energii E,—E_k = /i(v₀—Av), przy czym energia /jAv odpowiada wzbudzonym poziomom oscylacyjnym lub rotacyjnym. W świetle rozproszonym znajduje się wówczas obok linii widmowych o częstotliwości podstawowej v₀ także linia o częstotliwości v = v₀ Av, o nieco dłuższej fali (rozpraszanie ramanowskic). Istnieje też możliwość, że foton trafiając cząsteczkę, zastanie ją w stanie energii E_k, cząsteczka absorbując go przechodzi w stan pobudzony E,. Przy przejściu do stanu podstawowego Ej zostanie wypromieniowany kwant o energii większej /jv = /tv₀-j-/iAv. W tym przypadku' w widmie światła rozproszonego pojawia się linia o częstotliwości większej, czyli o fali krótszej. Linia ta nazywa się anty-stokesowską, ma natężenie mniejsze; prawdopodobnieństwo takiego zdarzenia jest mniejsze.

Badania widm ramanowskich dostarczają cennych informacji o strukturze cząsteczek, są więc często stosowane w analizie widmowej. Dogodność tej metody polega na tym, że widma ramanowskie obserwuje się w świetle widzialnym, a różnice między częstotliwością podstawową i częstotliwościami „satelitów” ramanowskich (v₀rtAv), dają informacje o poziomach oscylacyjno-rotacyjnych, związanych ze strukturą cząsteczki. Natomiast bezpośrednie badanie widm oscylacyjno-rotacyjnych wymaga stosowania specjalnej aparatury do badań w podczerwieni.

Niektóre wiązania, jak np. C—C, C—C, C=0, C—H dają charakterystyczne częstotliwości w widmie ramanowskim, mogą więc być z tego widma rozpoznane. Widmo ramanowskie stanowi z tego względu ważną metodę do badania np. aminokwasów.

69