Комбинационного рассеяния спектроскопия

Рамановская спектроскопия (a. Raman spectroscopy; н. Ramanspektroskopie; ф. spectroscopie de la diffusion Raman; и. espectroscopia de Raman), — раздел оптич. спектроскопии, изучающий спектральный состав света, рассеянного веществом при его монохроматич. освещении. Комбинац. рассеяние (KP) происходит в результате неупругого соударения фотона c молекулой. При этом часть энергии фотона может уйти на возбуждение молекулы, к-рая переходит на более высокий колебат. или вращат. уровень. B этом случае энергия рассеянного света будет меньше энергии падающего света на величину энергии перехода. Тогда в спектре рассеянного света, кроме линии источника c волновым числом ν_o (дл. волны λ_o), появляются линии c волновыми числами ν_ст=ν_o — ν_i (стоксовы линии). Энергия перехода характеризуется величиной h (ν_o — ν_i). Если молекула находилась в возбуждённом состоянии, то при соударении c фотоном она может отдать ему свою энергию возбуждения и перейти в осн. колебат. или вращат. состояние. Тогда энергия рассеянного излучения возрастает и в спектре появляются линии c ν_аст= ν_o + ν_i (антистоксовы линии). Стоксовы и антистоксовы линии расположены симметрично относительно линии источника и представляют собой спектр KP, к-рый простирается до ν_o — ν_i — 4000 см^-1 в обе стороны от ν_o (λ_o). Стоксовы линии всегда интенсивнее антистоксовых, т.к. в обычных условиях б.ч. молекул находится в невозбуждённом колебат. состоянии.

Совр. приборы для регистрации KP включают фотоэлектрич. спектрометры и монохроматич. источники возбуждения спектров — лазеры. Длины волн λ_o пром. образцов лазеров лежат в интервале 1100-250 нм.

Объектами исследования могут быть как бесцветные, так и окрашенные вещества — газы, жидкости, кристаллич. и аморфные тела (в т.ч. стёкла и полимеры), если образцы не люминесцируют. KP используется для изучения строения молекул и в-ва, хим. равновесия, качеств. и количеств. мол. анализа, продуктов хим. реакций, бензиновых фракций нефтей и т.д. C помощью лидаров (лазерных радаров на линиях KP) дистанционно измеряют профили темп-ры и плотности компонентов атмосферы. Этот метод применим и для контроля атмосферы на загрязняющие примеси CO, NO, CO₂, SO₂ и др. Доступны изучению спектры KP мелких включений в образцах минералов. Наиболее информативны спектры монокристаллов, особенно если образец ориентирован по оптич. осям. При разл. взаимных положениях лучей и их поляризаций относительно оптич. осей получают в общем случае неодинаковые спектры, каждый из к-рых соответствует определённому направлению структурных элементов кристалла и типам их колебаний. Пo этим спектрам можно судить o строении кристаллов, влиянии примесей, фазовых переходах и определять необходимые параметры.

KP открыто в 1928 Л. И. Мандельштамом и Г. C. Ландсбергом (CCCP) и независимо от них Ч. B. Раманом и K. C. Кришнаном (Индия).

Литература: Гилсон T., Хендра П., Лазерная спектроскопия KP в химии, пер. c англ., M., 1973; Применение спектров комбинационного рассеяния, пер. c англ., M., 1977.

X. E. Стерин.