রামন প্রভাব

রমন প্রভাব বা রমন বিক্ষেপণ, (ইংরেজি: Raman effect বা Raman scattering) হচ্ছে ফোটন (Photon) কণা সমূহের অস্থিতিস্থাপক বিকিরণ। ১৯২৮ সালে চন্দ্রশেখর ভেঙ্কট রমন ও তার ছাত্ৰ কে এস কৃষ্ণণ তরল পদার্থে "রমণ প্ৰভাব" আবিষ্কার করেন। চন্দ্রশেখর ভেঙ্কট রমনের নামানুসারে এটির নামকরণ করা হয়। ১৯২৩ সালে অস্ট্রিয়ান পদার্থবিদ অ্যাডলফ স্মেকাল তাত্ত্বিকভাবে প্রভাবটির বর্ণনা করেন।

আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিবর্তন ঘটে যখন একটি হালকা মরীচি অণু দ্বারা বিভক্ত হয় তখন। যখন আলোকের মরীচি কোনও রাসায়নিক যৌগের ধুলোবালি মুক্ত, স্বচ্ছ নমুনাকে সরিয়ে দেয়, তখন আলোর একটি সামান্য ভগ্নাংশ ঘটনার (আগত) মরীচি বাদে অন্য দিকগুলিতে উত্থিত হয়। এই বিক্ষিপ্ত আলো বেশিরভাগ অপরিবর্তিত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের। একটি ছোট অংশ, তরঙ্গদৈর্ঘ্য ঘটনা আলোর চেয়ে পৃথক; এর উপস্থিতি রমন প্রভাবের ফলাফল।

180 ° ব্যাকস্কেটারিং বিন্যাসে বিচ্ছুরিত রামন বর্ণালোকের সেটআপের স্কিম্যাটিক

ঘটনাটি ভারতের পদার্থবিজ্ঞানী স্যার চন্দ্রশেখর ভেঙ্কট রমন নামকরণ করেছিলেন, যিনি প্রথমে ১৯২৮ সালে এর প্রভাব সম্পর্কে পর্যবেক্ষণ প্রকাশ করেছিলেন। (অস্ট্রিয়ান পদার্থবিদ অ্যাডল্ফ স্মেকাল তাত্ত্বিকভাবে এর প্রভাবটি ১৯৩৩ সালে বর্ণনা করেছিলেন। রমনের মাত্র এক সপ্তাহ আগে রাশিয়ান পদার্থবিদ লিওনিড ম্যান্ডেলস্টাম এবং গ্রিগরি দ্বারা এটি প্রথম দেখা হয়েছিল ল্যাণ্ডসবার্গ) নমুনাটির রেণুগুলিকে আঘাত করে এমন ঘটনা আলোকে কণা বা ফোটনগুলি (ফ্রিকোয়েন্সিটির সাথে আনুপাতিক সমানুপাতিক) সমন্বিত হিসাবে বিবেচনা করা হলে রমন বিচ্ছুরণ সম্ভবত খুব সহজেই বোধগম্য। বেশিরভাগ মুখোমুখি স্থিতিস্থাপক এবং ফোটনগুলি অপরিবর্তিত শক্তি এবং ফ্রিকোয়েন্সি সহ ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকে। কিছু কিছু ক্ষেত্রে, অণু ফোটনগুলি থেকে শক্তি গ্রহণ করে বা শক্তি দেয়, যার ফলে হ্রাস বা বর্ধিত শক্তি দিয়ে ছড়িয়ে পড়ে, তাই নিম্ন বা উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি সহ। ফ্রিকোয়েন্সি শিফটগুলি বিক্ষিপ্ত অণুর প্রাথমিক এবং চূড়ান্ত অবস্থার মধ্যে সংক্রমণের সাথে জড়িত পরিমাণের পরিমাণের পরিমাপ। রমন প্রভাব দুর্বল; তরল যৌগের জন্য প্রভাবিত আলোর তীব্রতা সেই ঘটনার মরীচিগুলির মধ্যে কেবল 1 / 100,000 হতে পারে। রমন রেখার প্যাটার্নটি নির্দিষ্ট আণবিক প্রজাতির বৈশিষ্ট্য, এবং এর তীব্রতা আলোর পথে ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা অণুর সংখ্যার সাথে সমানুপাতিক। সুতরাং, রমন বর্ণালী গুণগত এবং পরিমাণগত বিশ্লেষণে ব্যবহৃত হয়।

ইতিহাস

রেলেইগ স্ক্র্যাটিং নামক স্থিতিস্থাপক আলোর বিচ্ছুরণের ঘটনাটি, যা আলো তার শক্তি ধরে রাখে, 19 শতকে বর্ণনা করা হয়েছিল। উত্তেজনাপূর্ণ উৎসটির তীব্রতার তুলনায় রায়লে বিচ্ছুরণের তীব্রতা প্রায় ১০থেকে৩ ও থেকে ১০-৪। 1908 সালে, মাই স্ক্র্যাটারিং নামে স্থিতিস্থাপক বিচ্ছুরণের আরও একটি রূপ আবিষ্কার হয়েছিল।

আলোর অপ্রস্তুত বিচ্ছুরণের পূর্বাভাস ১৯৩৩ সালে অ্যাডল্ফ স্মেকাল করেছিলেন এবং প্রাচীন জার্মান-ভাষা সাহিত্যে একে স্মেল-রমন-ইফেক্ট হিসাবে অভিহিত করা হয়েছে। ১৯২২ সালে, ভারতীয় পদার্থবিজ্ঞানী সি ভি ভি রমন তাঁর "সহযোগী সহযোগীদের সাথে এক তদন্তের প্রথম সিরিজ প্রথম" মলিকুলার ডিফ্রাকশন "এর উপর প্রকাশিত তাঁর কাজ প্রকাশ করেছিলেন যা শেষ পর্যন্ত তাঁর নাম বহনকারী বিকিরণ প্রভাব আবিষ্কার করেছিল (২৮ ফেব্রুয়ারি ১৯২৮)। রমন প্রভাবটি প্রথম রমন ও তার সহকর্মী কে এস কৃষ্ণন দ্বারা এবং স্বাধীনভাবে গ্রিগরি ল্যান্ডসবার্গ এবং লিওনিড ম্যান্ডেলস্টাম, ১৯২৮ সালের ২১ ফেব্রুয়ারি মস্কোতে প্রকাশ করেছিলেন (রমন ও কৃষ্ণণের চেয়ে এক সপ্তাহ আগে)। প্রাক্তন সোভিয়েত ইউনিয়নে, রামানের অবদান সর্বদা বিতর্কিত ছিল; এইভাবে রাশিয়ান বৈজ্ঞানিক সাহিত্যে প্রভাবটিকে সাধারণত "সংমিশ্রণ বিস্তরণ" বা "সংশ্লেষ ছড়িয়ে দেওয়া" হিসাবে উল্লেখ করা হয়। আলো ছড়িয়ে দেওয়ার কাজে রমন ১৯৩০ সালে নোবেল পুরস্কার পেয়েছিলেন।

১৯৯৯ সালে আমেরিকান কেমিক্যাল সোসাইটি তরল, গ্যাস এবং সলিউডের সংশ্লেষ বিশ্লেষণের একটি সরঞ্জাম হিসাবে এর তাত্পর্য হিসাবে স্বীকৃতি হিসাবে রমন প্রভাবটিকে একটি জাতীয় ঐতিহাসিক রাসায়নিক ল্যান্ডমার্ক হিসাবে মনোনীত করে।

যন্ত্রানুষঙ্গের

আধুনিক রমন বর্ণালী প্রায় সবসময় একটি উত্তেজনাপূর্ণ আলোর উৎস হিসাবে লেজারের ব্যবহার জড়িত। প্রভাবটি আবিষ্কারের তিন দশকেরও বেশি সময় পর্যন্ত লেজারগুলি উপলব্ধ ছিল না, তাই রমন এবং কৃষ্ণন বর্ণালী রেকর্ড করতে পারদ প্রদীপ এবং ফটোগ্রাফিক প্লেট ব্যবহার করেছিলেন। প্রাথমিক বর্ণালী দুর্বল আলোর উৎস, ডিটেক্টরগুলির দুর্বল সংবেদনশীলতা এবং দুর্বল রমনকে বেশিরভাগ উপকরণের ক্রস-বিভাগে ছড়িয়ে দেওয়ার কারণে অর্জন করতে কয়েক ঘণ্টা বা কয়েক দিন সময় নিয়েছিল। সর্বাধিক সাধারণ আধুনিক ডিটেক্টর হ'ল চার্জ-কাপলড ডিভাইস (সিসিডি)। সিসিডি গ্রহণের আগে ফোটোডিয়ড অ্যারে এবং ফটোমલ્ટ্লিপ্লায়ার টিউবগুলি সাধারণ ছিল।

তত্ত্ব

নিম্নলিখিতটি সাধারণ তত্ত্বকে কেন্দ্র করে (অ-অনুরণনশীল, স্বতঃস্ফূর্ত, কম্পনীয়) রমনকে বিচ্ছিন্ন অণু দ্বারা আলোর বিচ্ছুরণ করে। এক্স-রে রমন বর্ণালী সম্পর্কিত ধারণাটি একই রকম তবে এতে কম্পনযুক্ত, শক্তির স্তর পরিবর্তে বৈদ্যুতিনের উত্তেজনা জড়িত।

আণবিক কম্পন

রমন বিক্ষিপ্তকরণ সাধারণত একটি রেণুর মধ্যে কম্পনের তথ্য দেয়। গ্যাসগুলির ক্ষেত্রে, ঘূর্ণমান শক্তির তথ্যগুলিও আটকানো যেতে পারে। সলিডগুলির জন্য, ফোটন মোডগুলিও লক্ষ্য করা যায়। আণবিক কম্পন সম্পর্কিত ইনফ্রারেড শোষণের মূল বিষয়গুলি রামন ছড়িয়ে ছড়িয়ে দেওয়ার ক্ষেত্রে প্রযোজ্য যদিও নির্বাচনের বিধিগুলি ভিন্ন।

স্বাধীনতার মাত্রা

প্রদত্ত যে কোনও অণুর জন্য, স্বাধীনতার মোট 3N ডিগ্রি রয়েছে, যেখানে এন হল পরমাণুর সংখ্যা। এই সংখ্যাটি তিনটি মাত্রায় চলাচল করার জন্য একটি অণুতে প্রতিটি পরমাণুর সক্ষমতা থেকে উত্থিত হয় অণু নিয়ে কাজ করার সময় সামগ্রিকভাবে অণুর গতিবিধি বিবেচনা করা বেশি সাধারণ। ফলস্বরূপ, স্বাধীনতার 3N ডিগ্রি আণবিক অনুবাদ, ঘূর্ণন এবং কম্পন গতিতে বিভক্ত হয়।কইভাবে, তিন ডিগ্রি মুক্তির সাথে অণুর ঘূর্ণনের সাথে মিল রয়েছে $x$, $y$, and $z$-axes। তিনটি স্বাধীনতার ডিগ্রি সম্পূর্ণ অণুর অনুবাদ গতির সাথে মিলিয়ে (তিনটি স্থানের প্রতিটি মাত্রার সাথে)। লিনিয়ার অণুগুলিতে কেবল দুটি ঘূর্ণন থাকে কারণ বন্ড অক্ষের সাথে ঘূর্ণন অণুতে পরমাণুর অবস্থান পরিবর্তন করে না। স্বাধীনতার অবশিষ্ট ডিগ্রিগুলি আণবিক কম্পনের মোডগুলির সাথে মিলে যায়। এই মোডগুলির মধ্যে অণুর রাসায়নিক বন্ধনের প্রসারিত এবং বাঁকানো গতি অন্তর্ভুক্ত। রৈখিক অণুগুলির জন্য, কম্পনের মোডগুলির সংখ্যা 3N-5, তবে একটি অ-রৈখিক অণুর জন্য কম্পনীয় মোডগুলির সংখ্যা।

আলোক বিচ্ছুরণের বিভিন্ন সম্ভাবনা: রায়লেহ বিচ্ছুরণ (শক্তির কোনও বিনিময় নয়: ঘটনা এবং বিক্ষিপ্ত ফোটনগুলির একই শক্তি থাকে), স্টোকস রমন স্ক্র্যাটারিং (পরমাণু বা অণু শক্তি শোষণ করে: বিক্ষিপ্ত ফোটনের ঘটনা ফোটনের তুলনায় কম শক্তি থাকে) এবং অ্যান্টি-স্টোকস রমন ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা (পরমাণু বা অণু শক্তি হারাতে থাকে: ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা ফোটনের ঘটনার ফোটনের চেয়ে বেশি শক্তি থাকে)