Рамановская спектроскопия: различия между версиями
| [отпатрулированная версия] | [отпатрулированная версия] |
→Детекторы: "предъявляются" вместо "применяются" |
Нет описания правки |
||
| Строка 5: | Строка 5: | ||
== История == |
== История == |
||
[[Файл:CV Raman 1971 stamp of India.jpg|thumb|300px|Портрет Ч. В. Рамана (слева) и раман-спектр [[тетрахлорметан]]а (справа вверху) на [[почтовая марка|почтовой марке]] [[Индия|Индии]] 1971 года{{Скотт|548}}<ref>{{книга|заглавие=Confocal Raman Microscopy|ответственный=Jan Toporski, Thomas Dieing, Olaf Hollricher (Eds.)|издательство=Springer|год=2018|издание=Second Edition|язык=en|страницы=20|isbn=978-3-319-75378-2|}}</ref>]] |
|||
В 1918 г. [[Мандельштам, Леонид Исаакович|Л. И. Мандельштам]] предсказал расщепление линии [[Рэлеевское рассеяние|рэлеевского рассеяния]] вследствие рассеяния света на тепловых акустических волнах, а в 1923 году независимо от Мандельштама [[Смекал, Адольф|Смекал]] теоретически предсказал явление [[Неупругое рассеяние|неупругого рассеяния]]. Впоследствии 21 февраля 1928 г. Ландсберг и Мандельштам обнаружили эффект комбинационного рассеяния света в кристаллах, а 28 февраля 1928 года [[Чандрасекхара Венката Раман|Ч. В. Раман]] и его студент К. С. Кришнану обнаружили линии спектра нового излучения в экспериментах по рассеянию света в жидкостях и парах. Для этого Ч. В. Раман и К. С. Кришнан сконструировали специальный спектрометр, который с помощью телескопа фокусировал солнечные лучи на образце чистой жидкости. Используя систему светофильтров, ученым удалось отделить лучи с частотой колебаний, отличной от падающих, что указывало на существование [[Рэлеевское рассеяние|нерэлеевского рассеяния]]. |
В 1918 г. [[Мандельштам, Леонид Исаакович|Л. И. Мандельштам]] предсказал расщепление линии [[Рэлеевское рассеяние|рэлеевского рассеяния]] вследствие рассеяния света на тепловых акустических волнах, а в 1923 году независимо от Мандельштама [[Смекал, Адольф|Смекал]] теоретически предсказал явление [[Неупругое рассеяние|неупругого рассеяния]]. Впоследствии 21 февраля 1928 г. Ландсберг и Мандельштам обнаружили эффект комбинационного рассеяния света в кристаллах, а 28 февраля 1928 года [[Чандрасекхара Венката Раман|Ч. В. Раман]] и его студент К. С. Кришнану обнаружили линии спектра нового излучения в экспериментах по рассеянию света в жидкостях и парах. Для этого Ч. В. Раман и К. С. Кришнан сконструировали специальный спектрометр, который с помощью телескопа фокусировал солнечные лучи на образце чистой жидкости. Используя систему светофильтров, ученым удалось отделить лучи с частотой колебаний, отличной от падающих, что указывало на существование [[Рэлеевское рассеяние|нерэлеевского рассеяния]]. |
||
| Строка 26: | Строка 27: | ||
В связи с малой интенсивностью рамановского сигнала, к детекторам предъявляются серьёзные требования, а потому фотографические плёнки уступили место высокочувствительным фотодетекторам. |
В связи с малой интенсивностью рамановского сигнала, к детекторам предъявляются серьёзные требования, а потому фотографические плёнки уступили место высокочувствительным фотодетекторам. |
||
== |
== Примечания == |
||
{{примечания}} |
|||
== Литература == |
|||
* ''John Ferarro''. Introductory Raman spectroscopy. — Academic press, 2003.{{ref-en}} |
* ''John Ferarro''. Introductory Raman spectroscopy. — Academic press, 2003.{{ref-en}} |
||
* ''Ewen Smith, Geoffrey Dent''. Modern Raman spectroscopy — A practical approach. — John Wiley & Sons, LTD, 2005. |
* ''Ewen Smith, Geoffrey Dent''. Modern Raman spectroscopy — A practical approach. — John Wiley & Sons, LTD, 2005. |
||
Версия от 09:51, 12 августа 2021
Рамановская спектроскопия (спектроскопия комбинационного рассеяния) — вид спектроскопии, в основе которой лежит способность исследуемых систем (молекул) к неупругому (рамановскому, или комбинационному) рассеянию монохроматического света.
Принцип работы
Суть метода заключается в том, что через образец исследуемого вещества пропускают луч с определённой длиной волны, который при контакте с образцом рассеивается. Полученные лучи с помощью линзы собираются в один пучок и пропускаются через светофильтр, отделяющий слабые (0,001 % интенсивности) рамановские лучи от более интенсивных (99,999 %) рэлеевских. «Чистые» рамановские лучи усиливаются и направляются на детектор, который фиксирует их частоту.
История
В 1918 г. Л. И. Мандельштам предсказал расщепление линии рэлеевского рассеяния вследствие рассеяния света на тепловых акустических волнах, а в 1923 году независимо от Мандельштама Смекал теоретически предсказал явление неупругого рассеяния. Впоследствии 21 февраля 1928 г. Ландсберг и Мандельштам обнаружили эффект комбинационного рассеяния света в кристаллах, а 28 февраля 1928 года Ч. В. Раман и его студент К. С. Кришнану обнаружили линии спектра нового излучения в экспериментах по рассеянию света в жидкостях и парах. Для этого Ч. В. Раман и К. С. Кришнан сконструировали специальный спектрометр, который с помощью телескопа фокусировал солнечные лучи на образце чистой жидкости. Используя систему светофильтров, ученым удалось отделить лучи с частотой колебаний, отличной от падающих, что указывало на существование нерэлеевского рассеяния.
Строение Раман-спектрометра
Раман-спектрометр состоит из четырёх основных компонентов:
- источник монохроматического излучения (лазер);
- система освещения образца и фокусировки лучей;
- светофильтр;
- системы обнаружения и компьютерного контроля.
Источники возбуждающего света
Преимущественно как источник возбуждающего света используют лазеры на таких рабочих телах, как Ar+ (351,1-514,5 нм), Kr+ (337,4-676,4 нм) и He-Ne (632,8 нм). В последние годы внедряются также лазеры Nd:YAG, диоды и эксимерные лазеры для УФ резонансной Раман-спектроскопии. Со времени появления спектроскопии до открытия лазера (1960-е годы) единственным источником возбуждения были ртутные лампы с дополнительным светофильтром. Для того чтобы достичь необходимой мощности, в комплект таких ламп входили специальные усилители.
Система освещения образца
Лазерный луч достаточно близок к идеальной плоской монохроматической волне, поэтому его можно сфокусировать на образце в пятно, сечение которого будет ограничено только дифракционным пределом волновой оптики (т. е. порядка десятых долей микрона для видимого диапазона). Рассеянные лучи направляют на светофильтр чаще с помощью системы сборных и фокусирующих линз, хотя также применяют систему зеркал. Система ахроматических линз может иметь две конфигурации, в зависимости от того, фиксируются лучи, рассеивающиеся под углом 90° (а) или под углом 180° (б).
Светофильтры
Как правило, используются интерференционные фильтры, в которых две оптические плоскости способны пропускать только лучи с длинами волн, кратными удвоенной толщине фильтра. Недавно начали применяться и акустические фильтры.
Детекторы
В связи с малой интенсивностью рамановского сигнала, к детекторам предъявляются серьёзные требования, а потому фотографические плёнки уступили место высокочувствительным фотодетекторам.
Примечания
- ↑ Confocal Raman Microscopy (англ.) / Jan Toporski, Thomas Dieing, Olaf Hollricher (Eds.). — Second Edition. — Springer, 2018. — P. 20. — ISBN 978-3-319-75378-2.
Литература
- John Ferarro. Introductory Raman spectroscopy. — Academic press, 2003. (англ.)
- Ewen Smith, Geoffrey Dent. Modern Raman spectroscopy — A practical approach. — John Wiley & Sons, LTD, 2005.