Kluczowa różnica między rozpraszaniem Rayleigha i Ramana polega na tym, że rozpraszanie Rayleigha jest rozpraszaniem elastycznym, podczas gdy rozpraszanie Ramana jest rozpraszaniem nieelastycznym.
Rozpraszanie promieniowania, takiego jak światło i dźwięk, odnosi się do wyprowadzania promieniowania z prostego toru lotu z powodu niejednorodności ośrodka, przez który przechodzi promieniowanie. Istnieją dwa popularne typy rozpraszania, takie jak rozpraszanie Rayleigha i Ramana. Różnią się one od siebie zasadą zachowania lub niezachowania energii kinetycznej, którą nazywamy odpowiednio rozpraszaniem sprężystym lub niesprężystym.
Co to jest rozproszenie Rayleigha?
Rozpraszanie Rayleigha to forma elastycznego rozpraszania światła lub innego promieniowania elektromagnetycznego, nazwana na cześć naukowca Lorda Rayleigha (John William Strutt). Rozpraszanie sprężyste oznacza, że ta forma rozpraszania zachowuje energię kinetyczną przypadkowych cząstek układu, w którym zachodzi rozpraszanie. Dlatego fotony rozproszone mają taką samą energię jak fotony padające.
Rysunek 01: Niebieski kolor nieba jest wynikiem rozpraszania światła Rayleigha w atmosferze.
Rozpraszanie Rayleigha nie zmienia stanu materiału. Dlatego nazywamy to „procesem parametrycznym”. Cząstki biorące udział w tym rozpraszaniu mogą być atomami lub cząsteczkami. Ten rodzaj rozpraszania ma miejsce, gdy światło przechodzi przez przezroczyste ciała stałe i ciecze. Widać to jednak wyraźnie w gazach. Ta forma rozpraszania światła jest wynikiem polaryzowalności cząstek w ośrodku, przez który przechodzi.
Co to jest rozpraszanie Ramana?
Rozpraszanie Ramana to forma nieelastycznego rozpraszania światła lub innego promieniowania elektromagnetycznego, nazwana na cześć naukowca C. V. Ramana. Termin nieelastyczny opisuje, że ten typ rozpraszania nie zachowuje energii kinetycznej przypadkowych cząstek. Innymi słowy, energia kinetyczna układu (w którym zachodzi rozpraszanie światła) albo traci, albo wzrasta. Cząstkami, które obejmują rozpraszanie Ramana, mogą być elektrony, atomy lub cząsteczki. W gazach ten rodzaj rozpraszania światła występuje wraz ze zmianą energii cząsteczek. Wynika to z przejścia cząsteczki z jednego poziomu energii na inny.
Jaka jest różnica między rozpraszaniem Rayleigha a Ramana?
Rozpraszanie Rayleigha jest formą elastycznego rozpraszania światła lub innego promieniowania elektromagnetycznego, podczas gdy rozpraszanie Ramana jest formą nieelastycznego rozpraszania światła lub innego promieniowania elektromagnetycznego. Dlatego główną różnicą między rozpraszaniem Rayleigha i Ramana jest ich odpowiednio elastyczny i niesprężysty charakter. Co więcej, na podstawie tej głównej różnicy możemy wywnioskować kolejną różnicę między rozpraszaniem Rayleigha i Ramana. Oznacza to, że rozpraszanie sprężyste jest formą rozpraszania, która zachowuje energię kinetyczną przypadkowych cząstek układu, w którym zachodzi rozpraszanie. Jednak nieelastyczna forma rozpraszania nie zachowuje energii kinetycznej przypadkowych cząstek.
Poniższa infografika przedstawia więcej szczegółów na temat różnicy między rozpraszaniem Rayleigha i Ramana.
Podsumowanie – Rayleigh kontra Rozproszenie Ramana
Rozpraszanie promieniowania elektromagnetycznego występuje w dwóch typach, takich jak rozpraszanie Rayleigha i Ramana. Chociaż istnieją między nimi pewne różnice, kluczowa różnica między rozpraszaniem Rayleigha i Ramana polega na tym, że rozpraszanie Rayleigha jest rozpraszaniem elastycznym, podczas gdy rozpraszanie Ramana jest rozpraszaniem nieelastycznym.
