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ラマン効果 ラマンこうか Raman effect

翻訳|Raman effect

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ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典の解説

ラマン効果
ラマンこうか
Raman effect

物質に単色光を当てたとき,その散乱光中に照射光の波長と少し違った波長の光が混っている現象。 1928年 C.V.ラマンが発見した。照射光のエネルギーの一部が物質を構成している原子の振動や,分子の回転のためのエネルギーとして使われ,残りのエネルギーが光として散乱されるときは波長の長い光が散乱光に混る。

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デジタル大辞泉の解説

ラマン‐こうか〔‐カウクワ〕【ラマン効果】

物質に単色光を当てたとき、散乱光中に、当てた光のほかに波長の異なる光が含まれている現象。物質中の分子の振動・回転状態により、光がエネルギーを付加または除去されて起こる。分子構造の研究に利用。1928年にラマンが発見。

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百科事典マイペディアの解説

ラマン効果【ラマンこうか】

単色光を媒質にあてて散乱させると,散乱光の中に入射光と振動数の異なる光が混じってくる現象。媒質分子に衝突した光のエネルギーの一部が分子に吸収され振動数が減少する場合(ストークス線)と,逆に媒質分子のエネルギーが加わって振動数が増大する場合(反ストークス線)とがある。
→関連項目散乱

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法則の辞典の解説

ラマン効果【Raman effect】

単色光線を透明な物体に照射したとき,光量子が分子によって非弾性的に散乱を受ける(弾性散乱ならばレイリー散乱*という).この結果,分子の振動・回転領域のエネルギー準位を励起してエネルギーを与えると,もとの光量子は励起レベルに相当するエネルギー分(⊿E)だけ低波数にシフトした新しいスペクトル線(hν-⊿E)を与える.

もともと励起状態にあった分子が光量子を散乱すると,こんどは高波数側にシフトした新しいスペクトル線hν+⊿E)が生じる.これがラマン効果と呼ばれる.低波数側の線をストークス線*,高波数側の線を「アンチストークス線」という.

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大辞林 第三版の解説

ラマンこうか【ラマン効果】

光を物質に照射するとき、散乱光の中に入射光とは振動数の異なる光が混じって観測される現象。これは、入射光と物質との間でエネルギーの授受が行われ、原子・分子の振動状態・回転状態が変化するために起こる。原子・分子構造や性質の研究に利用される。

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日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

ラマン効果
らまんこうか

単色光を気体、液体または固体に当てたとき、散乱光の中にわずかに波長の違う光を生ずる現象。1928年インド物理学者C・V・ラマンによって発見された。散乱光の中のおもな成分は、入射光と同じ波長をもっており、レイリー散乱光とよばれる。ラマン効果の原因は、照射された物質の分極率が、物質中の原子の振動や回転運動によって変動しているためで、入射光と物質とでつくられた状態がそれらによって変調された結果、散乱光の中に振動数の違った成分をもつようになったのである。一般にラマン散乱光の波長は入射光の波長より長い。これをストークス光という。しかし、物質の温度が高い場合には、入射光より短波長の散乱光を生ずる場合もあり、アンチ・ストークス光とよばれる。
 ラマン散乱における波長の変化、すなわち振動数の変化は、散乱の際に入射光の光子のエネルギーに振動・回転の量子エネルギーが付加または除去されたためで、その量子エネルギーが熱エネルギーに比べて大きいときには、物質からそのエネルギーが光のエネルギーに変換される確率はきわめて小さく、光のエネルギーが物質のほうに与えられるストークス光のみが観測される。ラマン散乱光の振動数変化量は、振動(または回転)量子エネルギーを示しているので、分子振動や固体中のフォノン(音子)の研究に利用される。ラマン・スペクトルはこの意味で赤外吸収スペクトルと同種の研究手段であるが、選択則が違うため両者は相補的な関係にある。レーザーの出現によってきわめて精密な実験が可能となり、ラマン散乱は赤外吸収スペクトル以上に広く活用されている。
 入射光の強度が強くなると、散乱光による誘導放射がおこるようになり、散乱光の強さが急激に増加する。これを誘導ラマン効果という。また入射光の波長が物質の吸収線の波長に近づくと、ラマン光の強さを増す。これを共鳴ラマン効果という。さらに、金、銀、銅などの金属表面に吸着した分子種で、ラマン散乱強度が通常から106倍程度の増大がみられる。これを表面増強ラマン効果という。[尾中龍猛・伊藤雅英]
『浜口宏夫・平川暁子編『ラマン分光法』(1988・学会出版センター)』

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世界大百科事典内のラマン効果の言及

【光散乱】より

…ラマン散乱は,1928年にC.V.ラマンによって初めて観測されたもので,単色光を媒質に当て,その散乱光を観測すると,入射光と同じ振動数の散乱光に混じって,入射光と少し異なる振動数の散乱光が見られた。これは入射光のエネルギーの一部が散乱媒質に吸収されたり,逆に媒質からエネルギーを受け取ったりするために起こるもので,ラマン効果と呼ばれる。この際,媒質のエネルギー準位間の差に等しいエネルギーのみを授与するので,散乱光の振動数のずれから,媒質のエネルギー準位に関する情報が得られる。…

【ラマン】より

…22年の《光の分子回折》と題する論文で,空の色が空気の分子による光の散乱で説明できるのとまったく同様に,海の色も水の分子による光の散乱で説明されることを示した。また23年には共同研究者の一人K.R.ラマナタンが,入射光と波長の異なる散乱光を発見したのをきっかけに,実験装置の改良によって,その散乱光の中に,散乱媒質による固有の振動数差をもつ光が混じってくることを確認し,28年に発表,さらにボーアの対応原理を用いてこの現象(ラマン散乱あるいはラマン効果と呼ばれる)を説明した。ラマン散乱の発見により,写真乾板の感光領域の限界外にある,分子の振動スペクトルや回転スペクトルの分析ができるようになり,散乱媒質の化学構造決定も可能にした。…

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