RAMAN EFFET

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Principe

Pour observer l'effet Raman, on éclaire un milieu matériel – gaz, liquide ou solide – par un faisceau de lumière monochromatique, c'est-à-dire une radiation électromagnétique dite « radiation excitatrice » dont la fréquence ν0 est connue avec précision. Rappelons que cette dernière est liée à la longueur d'onde λ0 et au nombre d'ondes ν−0 par les relations :

dans lesquelles c est la vitesse de la lumière.

Cette radiation monochromatique peut être transmise, réfléchie, absorbée ou diffusée par le milieu matériel. Même lorsque celui-ci est soigneusement débarrassé de toute poussière ou particule diffusante, une diffusion de faible intensité par les molécules constituant la matière peut être observée. Elle peut se produire sans échange d'énergie avec les molécules. Dans ce phénomène, étudié par Rayleigh, la fréquence de la lumière diffusée est égale à celle de la lumière incidente.

Pour une fraction beaucoup moins intense de la lumière, la diffusion est dite « inélastique » et correspond à un échange d'énergie avec les molécules. Les fréquences des radiations diffusées νd sont données par une relation simple :

Le signe − correspond à des radiations diffusées décalées vers les basses fréquences ou grandes longueurs d'onde, et appelées Stokes par analogie avec la règle énoncée à propos de la fluorescence ; le signe + à un décalage vers les hautes fréquences ou longueurs d'onde plus courtes. On parle alors de diffusion anti-Stokes.

Dans les deux cas, on constate que les écarts de fréquence νi, par rapport à la radiation excitatrice, sont caractéristiques des molécules constituant le milieu matériel responsable de la diffusion. L'ensemble des radiations diffusées, analysées par un spectromètre, forme le spectre Raman de l'échantillon. Bien que celui-ci paraisse symétrique sur l'échelle des fréquences de part et d'autre de la radiation Rayleigh ν0, on constate que les intensités décroissent rapidement du côté anti-Stokes, si bien que l'on n'utilise que la partie Stokes du spectre Raman dans la plupart des applications.

Sir [...]

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Raman, Alder et Hahn

Raman, Alder et Hahn
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Spectre Raman : tétrachlorure de carbone

Spectre Raman : tétrachlorure de carbone
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Spectre Raman : cellule sanguine isolée

Spectre Raman : cellule sanguine isolée
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Écrit par :

  • : directeur d'institut au C.N.R.S., laboratoire de spectrochimie infrarouge et Raman (L.A.S.I.R.), professeur à l'université des sciences et techniques de Lille

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Pour citer l’article

Michel DELHAYE, « RAMAN EFFET », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 14 avril 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/effet-raman/