Ramana spektroskopija

Ramana spektroskopija ir ķīmiskās analīzes un vielas pētīšanas metode, kurā izmantots Ramana efekts jeb kombinētā gaismas izkliede. Metode nosaukta indiešu fiziķa Čandrasekharas Venkatas Rāmana (1888—1970) vārdā.

Gaismas izkliedes veidi vielā

Vēsture

Gaismas fotonu neelastīgo izkliedi vielā paredzēja austriešu fiziķis Ādolfs Smekals (Adolph Gustav Stephan Smekal) jau 1923. gadā. 1928. gadā Čandrasekhara Venkata Rāmans kopā ar citiem fiziķiem pierādīja to eksperimentāli. Viņi uzkonstruēja speciālu spektrometru, kurā ar teleskopa palīdzību fokusēja Saules starus uz šķidruma parauga. Ar gaismas filtru sistēmu zinātnieki atdalīja šķidrumā izkliedētos gaismas starus ar citu viļņa garumu, nekā krītošajiem stariem. Šāda viļņa garuma izmaiņa norādīja uz cita veida gaismas izkliedi, nekā parastā Releja izkliede, kas notiek bez viļņa garuma izmaiņas.

Princips

Cauri caurspīdīgas pētāmās vielas paraugam laiž gaismas staru (parasti izmanto lāzera staru) ar noteiktu viļņa garumu. Gaisma izkliedējas paraugā un tiek ar lēcas palīdzību sakopota staru kūlī, kuru laiž caur īpašu gaismas filtru (interferences vai akustisko filtru), kurš atdala Releja izkliedes starus ar nemainītu viļņa garumu no Ramana izkliedes stariem ar citu viļņa garumu. Ramana staru intensitāte ir tikai ap 0,001% no Releja staru intensitātes, tādēļ Ramana stari pirms virzīšanas uz detektoru tiek pastiprināti. Detektorā nosaka gaismas viļņu frekvences spektru, kas atkarīgs no vielas molekulārās uzbūves. Parasti spektru reģistrē kā funkciju no viļņa garuma izmaiņas attiecībā pret ierosinošo starojumu.