ють його молекул. Вивчення ВРХ дозволяє отримувати інформацію про динаміку речовини на наномасштабних рівні.
1.3 Теорія ефекту комбінаційного розсіювання світла
При проходженні світла через речовину розсіювання світла відзначається на неоднорідностях середовища. Розсіювання стає істотним, коли ці неоднорідності за своїми розмірами наближаються до довжини хвилі падаючого світла. Одним з видів неоднорідностей в чистому речовині можуть бути флуктуації щільності, що виникають внаслідок теплового руху молекул. Розсіювання, що відбувається на флуктуаціях густини, називається молекулярною або релєєвського. Релєєвськоє розсіяння відбувається без зміни частоти розсіяного світла. Сутність же комбінаційного розсіювання полягає у появі в спектрі розсіяного світла нових ліній з частотами, які є комбінаціями частот падаючого випромінювання і власних частот молекули.
Сучасна квантово-механічна теорія комбінаційного розсіювання дозволяє пояснити основні експериментальні факти. Разом з тим, найбільш загальні закономірності можуть бути отримані на основі використання класичної електродинаміки, залучаючи квантові уявлення лише в тих випадках, коли без них неможливо обійтися. Будемо розглядати взаємодію фотонів з атомами, використовуючи класичну електродинаміку, а стани атомів описувати за допомогою квантово-механічних уявлень.
При проходженні електромагнітної хвилі в речовині індукується дипольний момент за рахунок зміщення електронів в полі хвилі від положення рівноваги. Відповідно у кожної частки з'являється дипольний момент:
,
де б - полярізуємость частинки.
Змінне поле світлової хвилі призводить до вимушених коливань дипольного моменту з частотою падаючого випромінювання щ0, тобто частки середовища перетворюються на коливні елементарні диполі. Ці диполі випускають вторинні електромагнітні хвилі тієї ж частоти щ0, що зумовлюють при оптичних неоднорідностях 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 тензорною величиною б=бik. Але в подальших міркуваннях для простоти будемо вважати б скалярною 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 я...
