Depolarisationsförhållande

För annan användning, se Depolarisering (disambiguation) .

I Raman-spektroskopi är depolarisationsförhållandet intensitetsförhållandet mellan den vinkelräta komponenten och den parallella komponenten av Raman-spritt ljus .

Tidigt arbete inom detta område utfördes av George Placzek , som utvecklade den teoretiska behandlingen av bindningspolariserbarhet.

Det Ramanspridda ljuset sänds ut genom stimulering av det elektriska fältet i det infallande ljuset. Därför kan riktningen för vibrationen för det elektriska fältet, eller polarisationsriktningen , för det spridda ljuset förväntas vara densamma som för det infallande ljuset. I verkligheten har dock en del av det Ramanspridda ljuset en polarisationsriktning som är vinkelrät mot den för det infallande ljuset. Denna komponent kallas den vinkelräta komponenten . Naturligtvis kallas komponenten av det spridda Raman-ljuset vars polarisationsriktning är parallell med det infallande ljuset för den parallella komponenten , och det spridda Raman-ljuset består av den parallella komponenten och den vinkelräta komponenten.

Förhållandet mellan toppintensiteten för den parallella och vinkelräta komponenten är känt som depolarisationsförhållandet (ρ), definierat i ekvation 1 .

${\ displaystyle \rho ={\frac {I_{vinkelrät}}{I_{parallell}}}\quad {\textrm {eller}}\quad {\frac {I_{depolariserad}}{I_{polariserad}}}}$

Till exempel skulle ett spektralband med en topp av intensiteten 10 enheter när polarisatorerna är parallella, och en intensitetsenhet 1 när polarisatorerna är vinkelräta, ha ett depolarisationsförhållande på 1/10 = 0,1, vilket motsvarar ett högpolariserat band.

Värdet på depolarisationsförhållandet för ett Raman-band beror på molekylens symmetri och den normala vibrationsmoden, med andra ord, molekylens punktgrupp och dess irreducerbara representation till vilken normalmoden hör. Under Placzeks polariserbarhetsapproximation är det känt att depolarisationsförhållandet för ett totalt symmetriskt vibrationsläge är mindre än 0,75, och det för de andra moderna är lika med 0,75. Ett Raman-band vars depolarisationsförhållande är mindre än 0,75 kallas ett polariserat band , och ett band med ett depolarisationsförhållande lika med eller större än 0,75 kallas ett depolariserat band .

För en sfärisk toppmolekyl där alla tre axlarna är ekvivalenta, har symmetriska vibrationer Raman-spektralband som är fullständigt polariserade (ρ = 0). Ett exempel är det symmetriska sträcknings- eller "andningssättet" för metan (CH ₄ ) där alla 4 C–H-bindningar vibrerar i fas. Men för det asymmetriska läget där en C–H-bindning sträcker sig medan de andra tre drar ihop sig, depolariseras den Raman-spridda strålningen.

För molekyler med lägre symmetri ( symmetriska toppar eller asymmetriska toppar ) leder en vibration med molekylens fulla symmetri till ett polariserat eller delvis polariserat Raman-band (ρ < 0,75), medan en mindre symmetrisk vibration ger ett depolariserat band (ρ ≥ 0,75) ).