Рамановское рассеяние (иначе - комбинационное рассеяние света) это неупругое рассеяние оптического излучения на молекулах вещества (твёрдого, жидкого или газообразного), сопровождающееся заметным изменением его частоты. В отличие от рэлеевского рассеяния, в случае рамановского рассеяния в спектре рассеянного излучения появляются спектральные линии, которых нет в спектре первичного (возбуждающего) света. Число и расположение появившихся линий определяется молекулярным строением вещества.
На рисунке представлена энергетическая схема упругого и неупругого взаимодействия фотона с веществом. При рэлеевском рассеянии частота отраженного света не меняется. Это "обычное" отражение света от поверхности или из объема вещества. При рамановском рассеянии происходит излучение или, наоборот, поглощение колебания молекулы (фонона в твердом теле). Если при рассеянии частота света уменьшается, такой процесс называется "стоксовское рассеяние". Если, наоборот, частота отраженного света больше, такой процесс называется "антистоксовский".
Верхние уровни, изображенные на рисунке - виртуальные энергетические уровни. Рамановское рассеяние света происходит "мгновенно". Результат рамановского рассеяния - молекула или вещество переходят на другой колебательный уровень, то есть приобретают, или наоборот, теряют колебательную энергию.
По изменению энергии фотона можно судить об изменении энергии молекулы, т.е. о переходе ее на новый энергетич. уровень. В спектре отраженного света появляются дополнительные линии. По положению в спектре этих линий можно определить энергии молекулярных колебаний, а, следовательно, и химический состав вещества. Каждое вещество обладает своим уникальным колебательным спектром, то есть набором частот, которые можно получить спектроскопическими методами. Рамановская спектроскопия, иначе спектроскопия комбинационного рассеяния света является эффективным методом химического анализа, изучения состава и строения веществ.
Когерентная антистоксовская рамановская спектроскопия (CARS)
