Ramanův jev

Ramanův jev nebo též Ramanův rozptyl je jev vznikající při interakci mezi fotony dopadajícího světla s vibračními a rotačními stavy atomů nebo molekul (optických fononech), kdy rozptýlené záření má jinou vlnovou délku (resp. energii fotonů) než dopadající záření.

Ramanův rozptyl je ukázán na 2. a 3. diagramu

Je-li dopadající energie fotonů rovna ${\displaystyle E_{0}=\hbar \omega }$, pak záření rozptýlené prostřednictvím Ramanova rozptylu má energii fotonů rovnou ${\displaystyle E=\hbar \omega \pm \Omega }$ kde ${\displaystyle \Omega }$ odpovídá energetickému rozdílu kvantových hladin dané látky. Rozptýlené světlo má frekvenci ${\displaystyle \omega _{S}=\omega -n\Omega }$ (n-tý Stokes) nebo ${\displaystyle \omega _{A}=\omega +n\Omega }$ (n-tý anti-Stokes). Znaménko - přitom odpovídá ztrátě energie v látce (tzv. Stokesův rozptyl); naopak, znaménko + odpovídá předání kvanta energie vyzářenému fotonu (tzv. anti-Stokesův rozptyl). Podle hodnot ${\displaystyle \Omega }$ lze pak usuzovat na některé fyzikální vlastnosti dané látky.

Teoreticky existenci Ramanova jevu předpověděl rakouský fyzik Adolf Smekal v září r. 1923, jeho práce však zůstala téměř bez povšimnutí. Za experimentální objev tohoto jevu v r. 1928 obdržel pak v roce 1930 sir Chandrasekhara Venkata Raman Nobelovu cenu za fyziku. O několik měsíců před Ramanem byl tento jev pozorován sovětskými fyziky G. S. Landsbergem a L. I. Mandelštamem při rozptylu světla v krystalech. V literatuře se proto můžeme setkat též s výrazy: kombinační rozptyl, Mandelštamův rozptyl či Smekalův-Ramanův rozptyl.[1]

O vypracování systematické teorie Ramanova rozptylu se brzy po jeho experimentálním objevu zasloužil zejména československý fyzik Georg Placzek v letech 1930–1934; zejména Placzkova práce z r. 1934 je ve spektroskopii považována za klasickou a je dodnes hojně citována.[2] V této souvislosti bývá Placzek historiky vědy uváděn jako příklad toho, že když experimentátor i teoretik vykonají ve vědě práci „nobelovského“ významu, oceněn bývá zpravidla experimentátor.