استطارة رامان

أشكركم بامتنان على تبرعكم

استطارة رمان عندما يتم تسليط الضوء على الجزيئات، يتشتت الضوء بواسطة تلك الجزيئات. معظم موجات الضوء المستطارة يكون لها نفس تردد الضوء الساقط ولكن بعض الموجات سيكون لها تردد مختلف بسبب التفاعل بين تذبذب الضوء والاهتزاز الجزيئي. ظاهرة تشتت الضوء مع تغير التردد تسمى استطارة رامان. نظرًا لأن تغير التردد هذا خاص بالاهتزاز الجزيئي والفونون في البلور، فمن الممكن تحليل تكوين المواد أو معلومات الشبكة البلورية عن طريق تحليل طيف الضوء المستطار لرامان. طريقة التحليل هذه تسمى مطيافية رامان. وللتحليل في المنطقة المجهرية يستخدم مطياف رامان، حيث يتم دمج مطياف رامان مع ميكروسكوب (مطيافية رامان الميكروية).

Fig.1

في الآونة الأخيرة، أصبح من الشائع جدًا قياس طيف رامان لجميع النقاط في المنطقة وإعادة بناء الصورة المجهرية في نطاق طيف معين لمعرفة توزيع المعلومات الطيفية. إن أداة رامان التي لديها القدرة على إظهار صورة رامان الطيفية تسمى مجهر رامان.

ونظرًا لأن قياس أطياف رامان في جميع النقاط في المنطقة يستغرق وقتًا طويلاً، فإن بعض صانعي رامان يعتمدون طريقة التصوير السريع. من بينها، تقنية Nanophoton وهي أسرع طريقة. RAMANtouch لديها تقنية مطيافية متعددة القنوات تقيس أطياف متعددة في نفس الوقت. عادةً ما يتم قياس 400 طيف في وقت واحد بينما الطريقة الأخرى هي القياس الطيفي واحدًا تلو الآخر.

Fig.2

ما هو طيف رامان؟

يحتوي الضوء المستطار لرامان على معلومات مختلفة عن الجزيئات في المادة. إذا قمت بفصل الضوء المستطار عن طريق الطول الموجي من أجل تفسيرها، يمكنك أن ترى أن ضوء رايلي المستطار الذي يساوي الطول الموجي للضوء الساقط تم الكشف عنه بقوة ويتم اكتشاف ضوء رامان المستطار على كلا الجانبين كما هو موضح في الشكل 3. يُطلق على ضوء رامان المستطار المكتشف على جانب الطول الموجي الأقصر من ضوء رايلي المبعثر خط ستوكس المضاد، والضوء المكتشف على جانب الطول الموجي الأطول يسمى خط ستوكس. بشكل عام، يتم استخدام خطوط Stokes ذات الكثافة العالية للتحليل.

Fig.3

يتم تحويل المعلومات الخاصة بكل طول موجي مشتت إلى رقم موجي (الطول الموجي1 / )  ويتم حساب الفرق مع عدد الموجة للضوء الساقط.  يسمى الفرق بين الأعداد الموجية على المحور الأفقي والشدة على المحور الرأسي طيف رامان. من المحور الأفقي ، يمكنك قراءة معلومات الاهتزاز الجزيئي، ومن المحور الرأسي، يمكنك قراءة قوة النشاط.

حيث يمكن تحديد نوع وجودة الروابط الكيميائية. علاوة على ذلك، إذا كانت مادة بلورية، فيمكن معرفة درجة التبلور والتشوه لـ الشبكة بلورية.

Fig.4

Fig.5

References

• Keresztury, Gábor (2002). “Raman Spectroscopy: Theory”. Handbook of Vibrational Spectroscopy. 1. Chichester: Wiley. ISBN0471988472
• Raman, C. V. (1928). “A new radiation”. Indian Journal of Physics. 2: 387–398. hdl:10821/377
• S. Krishnan; Raman, C. V. (1928). “The Negative Absorption of Radiation”. Nature. 122 (3062): 12– 13. Bibcode:1928Natur.122…12R.  doi:10.1038/122012b0. ISSN 1476-4687. S2CID 4071281
• Singh, R. (2002). “C. V. Raman and the Discovery of the Raman Effect”. Physics in Perspective. 4 (4): 399–420. Bibcode:….4..399S

أشكركم بامتنان على تبرعكم