Klíčový rozdíl mezi Rayleighovým a Ramanovým rozptylem je ten, že Rayleighův rozptyl je elastický rozptyl, zatímco Ramanův rozptyl je neelastický rozptyl.
Rozptyl záření, jako je světlo a zvuk, se týká odvození záření z přímé dráhy letu v důsledku nerovnoměrnosti prostředí, kterým záření prochází. Existují dva běžné typy rozptylu jako Rayleighův a Ramanův rozptyl. Liší se od sebe zachováním či nezachováním kinetické energie, kterou nazýváme buď elastický, respektive nepružný rozptyl.
Co je Rayleighův rozptyl?
Rayleighův rozptyl je forma elastického rozptylu světla nebo jakéhokoli jiného elektromagnetického záření, pojmenovaná po vědci Lordu Rayleighovi (John William Strutt). Pružný rozptyl znamená, že tato forma rozptylu zachovává kinetickou energii nahodilých částic systému, ve kterém k rozptylu dochází. Proto mají rozptýlené fotony stejnou energii jako dopadající fotony.
Obrázek 01: Modrá barva oblohy je výsledkem Rayleighova rozptylu světla v atmosféře.
Rayleighův rozptyl nemění stav materiálu. Proto jej nazýváme „parametrický proces“. Částicemi zapojenými do tohoto rozptylu mohou být atomy nebo molekuly. K tomuto typu rozptylu dochází, když světlo prochází průhlednými pevnými látkami a kapalinami. Viditelně to však můžeme vidět u plynů. Tato forma rozptylu světla je výsledkem polarizovatelnosti částic v médiu, kterým prochází.
Co je Ramanův rozptyl?
Ramanův rozptyl je forma nepružného rozptylu světla nebo jakéhokoli jiného elektromagnetického záření, pojmenovaná po vědci C. V. Ramanovi. Termín neelastický popisuje, že tento typ rozptylu nešetří kinetickou energii nahodilých částic. Jinými slovy, kinetická energie systému (ve kterém dochází k rozptylu světla) buď ztrácí, nebo roste. Částicemi, které zahrnují Ramanův rozptyl, mohou být elektrony, atomy nebo molekuly. V plynech k tomuto typu rozptylu světla dochází se změnou energie molekul. To je způsobeno přechodem molekuly z jedné energetické úrovně na druhou.
Jaký je rozdíl mezi Rayleighovým a Ramanovým rozptylem?
Rayleighův rozptyl je formou elastického rozptylu světla nebo jakéhokoli jiného elektromagnetického záření, zatímco Ramanův rozptyl je formou nepružného rozptylu světla nebo jakéhokoli jiného elektromagnetického záření. Proto je hlavním rozdílem mezi Rayleighovým a Ramanovým rozptylem jejich elastická a nepružná povaha. Navíc na základě tohoto hlavního rozdílu můžeme odvodit další rozdíl mezi Rayleighovým a Ramanovým rozptylem. To znamená, že pružný rozptyl je forma rozptylu, která zachovává kinetickou energii nahodilých částic systému, ve kterém k rozptylu dochází. Ale nepružná forma rozptylu nešetří kinetickou energii nahodilých částic.
Níže uvedená infografika představuje další podrobnosti o rozdílu mezi Rayleighovým a Ramanovým rozptylem.
Shrnutí – Rayleigh vs Raman Scattering
Rozptyl elektromagnetického záření je ve dvou běžných typech, jako je Rayleighův a Ramanův rozptyl. I když mezi nimi existují určité rozdíly, klíčový rozdíl mezi Rayleighovým a Ramanovým rozptylem je ten, že Rayleighův rozptyl je elastický rozptyl, zatímco Ramanův rozptyl je neelastický rozptyl.
