кому 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 розсіювання і називаються спектром комбінаційного розсіювання. Процес, відповідний «реакції», дає лінії «стоксова» розсіювання, а відповідний «реакції» - «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 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 н, розташоване вище або нижче початкового н. Схематичне зображення переходів при комбінаційному розсіянні світла наведено на малюнку 1.
Рисунок 1 - Схема процесів при взаємодії випромінювання з речовиною: a - поглинання в оптичній області; b - поглинання в ІЧ-області; c - комбінаційне розсіювання світла, вгорі - стоксово, внизу - антистоксових.
Ймовірність w ВРХ залежить від інтенсивностей збудливого I0 і розсіяного I випромінювання:=aI0, де а і b - деякі постійні; при порушенні ВРХ звичайними джерелами світла другий член малий і ним можна знехтувати. Інтенсивність ліній ВРХ в більшості випадків досить мала, причому при звичайних температурах інтенсивність антистоксових ліній Iаст, як правило, значно менше інтенсивності стоксових ліній Iст.:
Малюнок 2 - Схематичне розташування стоксовского і антістоксовскіх компонент ВРХ щодо лінії релєєвського пружного розсіювання світла
Оскільки ймовірність розсіяння пропорційна числу рассеивающих молекул, то ставлення визначається ставленням населенностей основного і збудженого рівнів.
При звичайних температурах населеність збуджених рівнів невелика і, отже, інтенсивність антистоксової компоненти мала. З підвищенням температури їх населеність зростає, що призводить до збільшення інтенсивності антистоксових ліній. Інтенсивність ліній ВРХ IКРС залежить від частоти n збуджуючого світла: на великих відстанях від області електронного поглинання молекул I ~ n4.
Структура спектрів комбінаційного розсіювання світла визначається молекулярною будовою речовини. Типові величини зміщень ліній комбінаційного розсіяння, щодо енергії ініціюючого випромінювання, лежать в діапазоні приблизно 10-3 - 1 еВ.
Інтенсивності ліній спектрів КРС надзвичайно слабка і становить приблизно 10-5 - 10-6 інтенсивності розсіюваною релєєвськой компоненти падаючої світлової хвилі. Тому для спостереження спектрів КРС необхідно сконцентрувати інтенсивний пучок світла на досліджуваному об'єкті. Як джерело збуджуючого світла найчастіше застосовують ртутну лампу, а з 60-х рр.. минулого століття - лазерний промінь. Розсіяний світло фокусується і потрапляє в спектрограф, де спектр ВРХ реєструється фотографічним або фотоелектричним методами.
Рисунок 3 - Схема установки для спостереження ВРХ: K1, К2 - фокусують лінзи; О - об'єкт; Sp - вхідна щі...
