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Física del efecto Raman

Física del efecto Raman
Física del efecto Raman

Vídeo: Efecto Raman y Espectroscopía Raman - Técnica de Caracterización, Fundamentos y Aplicaciones 2024, Julio

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Anonim

Efecto Raman, cambio en la longitud de onda de la luz que ocurre cuando un haz de luz es desviado por las moléculas. Cuando un rayo de luz atraviesa una muestra transparente y libre de polvo de un compuesto químico, emerge una pequeña fracción de la luz en direcciones distintas a la del rayo incidente (entrante). La mayor parte de esta luz dispersa es de longitud de onda sin cambios. Sin embargo, una pequeña parte tiene longitudes de onda diferentes a las de la luz incidente; Su presencia es el resultado del efecto Raman.

El fenómeno lleva el nombre del físico indio Sir Chandrasekhara Venkata Raman, quien publicó por primera vez las observaciones del efecto en 1928. (El físico austríaco Adolf Smekal describió teóricamente el efecto en 1923. Fue observado por primera vez solo una semana antes de Raman por los físicos rusos Leonid Mandelstam y Grigory Landsberg; sin embargo, no publicaron sus resultados hasta meses después de Raman).

La dispersión Raman es quizás más fácilmente comprensible si la luz incidente se considera que consiste en partículas o fotones (con energía proporcional a la frecuencia) que golpean las moléculas de la muestra. La mayoría de los encuentros son elásticos, y los fotones están dispersos con energía y frecuencia sin cambios. Sin embargo, en algunas ocasiones, la molécula absorbe o cede energía a los fotones, que de ese modo se dispersan con energía disminuida o aumentada, por lo tanto, con frecuencia más baja o más alta. Los cambios de frecuencia son, por lo tanto, medidas de las cantidades de energía involucradas en la transición entre los estados inicial y final de la molécula de dispersión.

El efecto Raman es débil; para un compuesto líquido, la intensidad de la luz afectada puede ser solo 1 / 100,000 de ese rayo incidente. El patrón de las líneas Raman es característico de las especies moleculares particulares, y su intensidad es proporcional al número de moléculas de dispersión en el camino de la luz. Por lo tanto, los espectros Raman se utilizan en análisis cualitativos y cuantitativos.

Se encuentra que las energías correspondientes a los cambios de frecuencia Raman son las energías asociadas con las transiciones entre diferentes estados rotacionales y vibracionales de la molécula de dispersión. Los cambios rotativos puros son pequeños y difíciles de observar, excepto los de moléculas gaseosas simples. En los líquidos, los movimientos de rotación se ven obstaculizados y no se encuentran líneas Raman de rotación discretas. La mayor parte del trabajo de Raman se relaciona con las transiciones vibracionales, que dan turnos más grandes observables para gases, líquidos y sólidos. Los gases tienen baja concentración molecular a presiones ordinarias y, por lo tanto, producen efectos Raman muy débiles; así, los líquidos y los sólidos se estudian con mayor frecuencia.