Метод, который наблюдает, как рассеивается свет, чтобы идентифицировать молекулярные колебания и состав.Рамановская спектроскопия — это метод, который исследует молекулярные колебания, анализируя неупругое рассеяние света. Когда фотон попадает в молекулу, большая часть света рассеивается упруго (рэлеевское рассеяние) с той же энергией, но ничтожная доля фотонов обменивается энергией с колебательными или вращательными модами молекулы, что приводит к сдвигу длины волны фотона. Этот сдвиг, называемый эффектом Рамана, дает уникальный «отпечаток пальца» молекулярной структуры и состава, что делает метод мощным инструментом в химии, биологии и материаловедении.
Эффект был предсказан Адольфом Смекалом в 1923 году и экспериментально обнаружен Ч. В. Раманом и К. С. Кришнаном в 1928 году. За это открытие Раман получил Нобелевскую премию по физике в 1930 году.
Лазерный луч освещает образец, а рассеянный свет собирается и анализируется с помощью спектрометра. В рамановском спектре видны пики при сдвигах частот, соответствующих конкретным молекулярным колебаниям. Интенсивность и положение этих пиков раскрывают химические связи, кристаллическую структуру и даже напряжение или температуру в материале. Поскольку рамановское рассеяние по своей природе очень слабое (примерно один фотон из миллиона), современные системы используют мощные лазеры, чувствительные детекторы и такие методы, как поверхностно-усиленное рамановское рассеяние (SERS), для усиления сигнала.
Рамановская спектроскопия применяется в фармацевтическом контроле качества, криминалистике, реставрации произведений искусства и биомедицинской диагностике. Она также является ключевым инструментом в планетологии, например, на марсоходе NASA Perseverance, который использует её для обнаружения органических соединений на Марсе.
Рамановская спектроскопия позволяет определить состав одной клетки или пылинки, не повреждая её, поэтому её используют для анализа драгоценных артефактов и даже содержимого древней керамики.
