रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी

रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी कंपन और घूर्णी संक्रमणों की जांच के लिए अणुओं द्वारा प्रकाश के अप्रत्यास्थ प्रकीर्णन का उपयोग करती है, जो अवरक्त अवशोषण के पूरक संरचनात्मक जानकारी प्रदान करती है।

Definition

रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी अणुओं द्वारा अप्रत्यास्थ रूप से बिखरे हुए प्रकाश का मापन है, जिसमें बिखरे हुए फोटॉन आणविक कंपन या घूर्णी क्वांटा द्वारा ऊर्जा में स्थानांतरित होते हैं; इस प्रभाव के लिए गति के दौरान अणु की ध्रुवीकरण में परिवर्तन की आवश्यकता होती है, जिससे यह द्विध्रुवीय-आधारित अवरक्त अवशोषण का पूरक बन जाता है।

Scope

यह विषय रमन प्रभाव और एक स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीक के रूप में इसके उपयोग को शामिल करता है: अप्रत्यास्थ प्रकीर्णन जिसमें एक फोटॉन एक अणु के साथ ऊर्जा के एक कंपन या घूर्णी क्वांटम का आदान-प्रदान करता है, स्टोक्स और एंटी-स्टोक्स शिफ्ट, ध्रुवीकरण-आधारित चयन नियम, और अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी के साथ पूरकता। यह अनुनाद और सतह-संवर्धित रमन वेरिएंट और लेजर उत्तेजना की भूमिका का परिचय देता है।

Core questions

• रमन प्रभाव का भौतिक मूल क्या है?
• स्टोक्स को एंटी-स्टोक्स प्रकीर्णन से क्या अलग करता है?
• रमन गतिविधि द्विध्रुवीय आघूर्ण के बजाय ध्रुवीकरण पर क्यों निर्भर करती है?
• रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी का पूरक कैसे है?

Key concepts

• अप्रत्यास्थ (रमन) प्रकीर्णन
• स्टोक्स और एंटी-स्टोक्स रेखाएँ
• रेले प्रकीर्णन
• ध्रुवीकरण परिवर्तन
• परस्पर अपवर्जन का नियम
• अनुनाद और सतह-संवर्धित रमन

Key theories

रमन प्रभाव

अणुओं द्वारा बिखरे हुए प्रकाश का एक छोटा सा अंश एक कंपन या घूर्णी क्वांटम द्वारा आवृत्ति में स्थानांतरित होता है: स्टोक्स रेखाएँ (फोटॉन ऊर्जा खो देता है) और एंटी-स्टोक्स रेखाएँ (फोटॉन ऊर्जा प्राप्त करता है) अप्रभावित रेले रेखा के बारे में सममित रूप से दिखाई देती हैं।

ध्रुवीकरण चयन नियम और पूरकता

रमन प्रकीर्णन के लिए कंपन के दौरान आणविक ध्रुवीकरण में परिवर्तन की आवश्यकता होती है, इसलिए समरूपता के केंद्र वाले अणुओं के लिए रमन-सक्रिय और अवरक्त-सक्रिय मोड परस्पर अनन्य होते हैं—परस्पर अपवर्जन का नियम—और दोनों तकनीकें एक साथ पूर्ण कंपन जानकारी देती हैं।

Clinical relevance

रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी एक गैर-विनाशकारी आणविक फिंगरप्रिंट प्रदान करती है जिसका व्यापक रूप से रासायनिक और फार्मास्युटिकल विश्लेषण, सामग्री और खनिज पहचान, और तेजी से बायोमेडिकल निदान और सुरक्षा स्क्रीनिंग में उपयोग किया जाता है, जिसमें सतह-संवर्धित और अनुनाद वेरिएंट एकल अणुओं तक अत्यधिक संवेदनशीलता प्रदान करते हैं।

History

स्मेकल ने 1923 में अप्रत्यास्थ प्रकाश प्रकीर्णन की सैद्धांतिक रूप से भविष्यवाणी की थी, और रमन और कृष्णन ने 1928 में इसका प्रायोगिक रूप से अवलोकन किया था, एक खोज जिसने रमन को 1930 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार दिलाया। मूल रूप से प्रभाव की कमजोरी के कारण मुश्किल, रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी को तीव्र लेजर स्रोतों के आगमन से एक नियमित विश्लेषणात्मक उपकरण में बदल दिया गया था।

Key figures

• Chandrasekhara Venkata Raman
• Kariamanikkam Srinivasa Krishnan
• Adolf Smekal

Seminal works

• raman1928
• long2002

Frequently asked questions

एंटी-स्टोक्स रेखाएँ स्टोक्स रेखाओं की तुलना में कमजोर क्यों होती हैं?

एंटी-स्टोक्स प्रकीर्णन के लिए अणु को एक उत्तेजित कंपन स्तर में शुरू करने की आवश्यकता होती है, जो सामान्य तापमान पर जमीनी स्तर की तुलना में कम आबादी वाला होता है। चूंकि कम अणु उस तरह से प्रकीर्णन कर सकते हैं, एंटी-स्टोक्स रेखाएँ कमजोर होती हैं, और स्टोक्स रेखाओं के साथ उनका अनुपात तापमान को माप सकता है।

रमन अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी से कैसे भिन्न है?

अवरक्त अवशोषण के लिए एक बदलते द्विध्रुवीय आघूर्ण की आवश्यकता होती है, जबकि रमन प्रकीर्णन के लिए एक बदलते ध्रुवीकरण की आवश्यकता होती है। सेंट्रोसिमेट्रिक अणुओं के लिए दोनों परस्पर अनन्य होते हैं, इसलिए तकनीकें पूरक होती हैं और एक साथ सभी कंपन मोड को प्रकट करती हैं।