ьний момент за рахунок зміщення електронів в полі хвилі від положення рівноваги. Відповідно у кожної частки з'являється дипольний момент:
де?- Полярізуємость частинки.
Змінне поле світлової хвилі призводить до вимушених коливань дипольного моменту з частотою падаючого випромінювання? , Тобто частки середовища перетворюються на коливні елементарні диполі. Ці диполі випускають вторинні електромагнітні хвилі тієї ж частоти? , Що зумовлюють при оптичних неоднорідностях (наприклад, через флуктуацій щільності молекул) розсіювання світла. Саме цей процес, що відбувається без зміни частоти розсіяного світла, і називається релєєвського розсіюванням.
Будемо вважати, що інтенсивність падаючого світла мала, і тому будемо розглядати тільки лінійні за інтенсивністю процеси. Необхідно також відзначити, що в загальному випадку молекули можуть володіти анізотропією. У цьому випадку індукований дипольний момент не буде збігатися за напрямком з вектором напруженості електромагнітного поля світлової хвилі. Тому, взагалі кажучи, полярізуємость є тензорної величиною.
Комбінаційне розсіювання світла виникає внаслідок того, що рух електронів в молекулі пов'язане з коливаннями ядер. Взаємне розташування ядер визначає поле, в якому знаходиться електронне хмара. Здатність електронного хмари деформуватися під дією електричного поля електромагнітної хвилі залежить від конфігурації ядер в даний момент і в разі внутрішньомолекулярних коливань змінюється з їх частотою. І, навпаки, при деформації електронного хмари можуть виникнути коливання ядерного остова молекули.
Сам процес комбінаційного розсіювання можна уявити собі як «реакцію» взаємодії фотона з молекулою:
в якій внутрішня енергія молекули А збільшується
,
а енергія фотона, відповідно, зменшується.
Можливий також процес
в якому молекула, що знаходилася в збудженому стані, переходить в стан з меншою енергією, а енергія фотона зростає:
.
Т. е. в спектрі розсіяного світла, крім частоти основного випромінювання, з'являються нові компоненти. Ці нові частоти в спектрі розсіяння (які залежать від будови молекули) і називаються спектром комбінаційного розсіювання. Процес, відповідний «реакції» (2), дає лінії «стоксова» розсіювання, а відповідний «реакції» (3) - «антистоксових» розсіювання.
Інакше кажучи, комбінаційне розсіювання світла є процесом непружного розсіяння фотонів, при цьому відбувається зміна внутрішнього стану молекули. Молекула переходить з одного енергетичного стану E (описуваного квантовими числами n, v, j - електронним, коливальним і обертальним відповідно) в інше E.
У стандартній постановці експерименту зі спостереження ВРХ досліджувана речовина опромінюється частотою, на якій дана речовина не поглинає, тобто квант світла недостатньо великий, щоб перевести молекулу в збуджений електронний стан. Проте взаємодія такого кванта призводить до збурення електронної оболонки молекули, яка перебудовується, приводячи до зміни коливального стану ядерного скелета. При цьому молекула переходить у новий коливальний стан v, розташоване вище (наприклад, з v=0 в v=1) або нижче початк...
