रामन और रैले प्रकीर्णन क्या है? — रसायन विज्ञान

परिभाषा 6.19 विश्वविद्यालय रसायन विज्ञान — वर्ष 3 · अध्याय 6 — घूर्णी और कंपनिक स्पेक्ट्रमिकी

जब आवृत्ति $\nu_0$ का प्रकाश किसी नमूने को पार करता है, तो अधिकांश प्रकीर्णित प्रकाश आवृत्ति $\nu_0$ बनाए रखता है: यह रैले प्रकीर्णन है। एक छोटा अंश अणुओं की घूर्णी या कंपनिक आवृत्तियों जितना विस्थापित हो जाता है: यह रामन प्रकीर्णन है। निम्नतर आवृत्ति की रेखाएँ स्टोक्स रेखाएँ हैं (अणु ने ऊर्जा प्राप्त की), उच्चतर आवृत्ति की प्रति-स्टोक्स रेखाएँ (उसने ऊर्जा खोई)।

बाएँ: 300\, K पर परिकलित नाइट्रोजन का घूर्णी रामन स्पेक्ट्रम: धनात्मक विस्थापनों पर स्टोक्स रेखाएँ (दाएँ), ऋणात्मक विस्थापनों पर प्रति-स्टोक्स रेखाएँ (बाएँ, थोड़ी दुर्बल), तीव्रताओं के 2:1 एकांतरण के साथ; शून्य पर धूसर रेखा कहीं अधिक प्रबल रैले रेखा को दर्शाती है। दाएँ: एक आभासी स्तर (अणु की कोई वास्तविक अवस्था नहीं) से होकर रैले और स्टोक्स प्रकीर्णन का ऊर्जा-आरेख। — बाएँ: $300\,\mathrm{K}$ पर परिकलित नाइट्रोजन का घूर्णी रामन स्पेक्ट्रम: धनात्मक विस्थापनों पर स्टोक्स रेखाएँ (दाएँ), ऋणात्मक विस्थापनों पर प्रति-स्टोक्स रेखाएँ (बाएँ, थोड़ी दुर्बल), तीव्रताओं के 2:1 एकांतरण के साथ; शून्य पर धूसर रेखा कहीं अधिक प्रबल रैले रेखा को दर्शाती है। दाएँ: एक आभासी स्तर (अणु की कोई वास्तविक अवस्था नहीं) से होकर रैले और स्टोक्स प्रकीर्णन का ऊर्जा-आरेख।

उदाहरण

उदाहरण 6.22 (रामन द्वारा देखा गया नाइट्रोजन)

$\ce{N2}$ का कोई द्विध्रुव नहीं है और कोई अवरक्त या सूक्ष्मतरंग स्पेक्ट्रम नहीं, परंतु उसकी ध्रुवणीयता विषमदैशिक है: उसकी घूर्णी रामन रेखाएँ उत्तेजक रेखा से $6B_0 = 11.94\,\mathrm{cm}^{-1}$ पर आरंभ होती हैं और उनके बीच $7.96\,\mathrm{cm}^{-1}$ का अंतराल है। उनकी तीव्रताएँ सम और विषम $J$ के बीच 2:1 के अनुपात में एकांतरित होती हैं: दोनों $\ce{^{14}N}$ नाभिक सर्वसम हैं, और नाभिकीय-चक्रण सांख्यिकी (अध्याय 11) सम- $J$ स्तरों को विषम स्तरों से दुगुना भार देती है।

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