Den viktigaste skillnaden mellan Rayleigh- och Raman-spridning är att Rayleigh-spridningen är en elastisk spridning medan Raman-spridningen är en oelastisk spridning.
Spridning av strålning såsom ljus och ljud hänvisar till härledningen av strålningen från en rak flygbana på grund av ojämnheterna hos det medium genom vilket strålningen passerar. Det finns två vanliga typer av spridning som Rayleigh och Raman spridning. De skiljer sig från varandra beroende på bevarande eller icke-konservering av kinetisk energi som vi kallar antingen elastisk respektive oelastisk spridning.
Vad är Rayleigh-spridning?
Rayleigh-spridning är en form av en elastisk spridning av ljus eller annan elektromagnetisk strålning, uppkallad efter vetenskapsmannen Lord Rayleigh (John William Strutt). Elastisk spridning innebär att denna form av spridning bevarar den kinetiska energin hos de tillfälliga partiklarna i systemet där spridningen sker. Därför har de spridda fotonerna samma energi som de infallande fotonerna.
Figur 01: Den blå färgen på himlen är ett resultat av Rayleighs spridning av ljus i atmosfären.
Rayleigh-spridning ändrar inte tillståndet för ett material. Därför kallar vi det som en "parametrisk process". Partiklarna som är involverade i denna spridning kan vara atomer eller molekyler. Denna typ av spridning sker när ljus passerar genom transparenta fasta ämnen och vätskor. Men vi kan se det framträdande i gaser. Denna form av ljusspridning är ett resultat av polariserbarheten hos partiklarna i mediet genom vilket det passerar.
Vad är Raman-spridning?
Raman-spridning är en form av oelastisk spridning av ljus eller annan elektromagnetisk strålning, uppkallad efter vetenskapsmannen C. V. Raman. Termen oelastisk beskriver att denna typ av spridning inte bevarar den kinetiska energin hos tillfälliga partiklar. Med andra ord, den kinetiska energin i systemet (i vilket ljusspridningen sker) antingen förluster eller ökar. De partiklar som involverar Raman-spridning kan vara elektroner, atomer eller molekyler. I gaser sker denna typ av ljusspridning med en förändring i molekylernas energi. Detta beror på molekylens övergång från en energinivå till en annan.
Vad är skillnaden mellan Rayleigh och Raman-spridning?
Rayleigh-spridning är en form av elastisk spridning av ljus eller annan elektromagnetisk strålning medan Raman-spridning är en form av oelastisk spridning av ljus eller annan elektromagnetisk strålning. Därför är den största skillnaden mellan Rayleigh- och Raman-spridning deras elastiska respektive oelastiska natur. Baserat på denna huvudsakliga skillnad kan vi dessutom härleda en annan skillnad mellan Rayleigh- och Raman-spridning. Det vill säga, den elastiska spridningen är en form av spridning som bevarar den kinetiska energin för de tillfälliga partiklarna i systemet där spridningen äger rum. Men den oelastiska formen av spridning bevarar inte den kinetiska energin hos de tillfälliga partiklarna.
Infografiken nedan visar mer information om skillnaden mellan Rayleigh- och Raman-spridning.
Sammanfattning – Rayleigh vs Raman Scattering
Spridning av elektromagnetisk strålning finns i två vanliga typer som Rayleigh- och Raman-spridning. Även om det finns vissa skillnader mellan dem, är den viktigaste skillnaden mellan Rayleigh- och Raman-spridningen att Rayleigh-spridningen är en elastisk spridning medan Raman-spridningen är en oelastisk spridning.
