تاریخچه کشف پراکندگی رامان

در سال 1921 فیزیکدان هندی که طی یک سفر دریایی در حال بازگشت از انگلستان بود  با این سؤال مواجه شد که چرا رنگ آسمان آبی است. این سرآغاز راهی بود که در فوریه‌ی 1928 منجر به کشف یک اثر پراکندگی توسط سی وی رامان شد.

امروزه این اثر،  با عنوان پراکندگی رامان شناخته می‌شود که در فیزیک و شیمی از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.

سی وی رامان در سال 1921 در سفری به انگلستان، با فیزیکدان برجسته‌ی بریتانیا ملاقات کرد. در سپتامبر 1921 هنگامی در حال ترک انگلستان بود رنگ آبی آسمان دریای مدیترانه توجه او را جلب کرد. لرد ریلی قبلاً  علت رنگ آبی آسمان را شرح داده بود. ریلی معتقد بود که پراکندگی کشسان نور بوسلیه ی مولکول‌های حاضر در اتمسفر صورت می‌گیرد و رنگ آبی دریا هم صرفاً بازتابی از آسمان می‌باشد. رامان با نظر ریلی مخالف بود و وقتی به آزمایشگاهش در کلکته بازگشت به‌اتفاق گروهش مطالعات پیرامون اثرات پراکندگی نور را آغاز نمود.

در سال 1922 آرتور کامپتون متوجه این مسئله شد که پرتوهای ایکس در برخورد غیر الاستیک با الکترون‌ها انرژی از دست می‌دهند و درنتیجه یک شیفت به سمت طول‌موج‌های بلند حاصل می‌شود. رامان معتقد بود چیزی مشابه به اثر کامپتون می‌تواند در برخورد نور مرئی پراکنده‌شده از مولکول رخ دهد.

رامان و گروه تحقیقاتی‌اش در کلکته چند آزمایش ساده را برای مشاهده‌ی پراکندگی نور در چند مایع گوناگون بررسی کردند. منبع نوری که در ابتدا مورداستفاده قرار گرفت نور خورشید بود. آن‌ها با استفاده از فیلترهای رنگی نور آبی و بنفش را جدا کردند. نوری فیلتر شده از مایع گذشته و سپس نور پراکنده‌شده را از یک فیلتر دیگر که نور زرد و سبز را عبور می‌داد استفاده کرده تا هرگونه تغییر در طول‌موج را مشاهده کنند. البته فیلترهای دیگری نیز برای نور پراکنده‌شده مورداستفاده قرار گرفت. این پدیده بسیار ضعیف و مشاهده‌ی آن بسیار دشوار بود.

 

بنابراین آن‌ها تصمیم گرفتند از یک تلسکوپ 7 اینچی برای ایجاد یک منبع نور با شدت بالا استفاده کنند. سرانجام آن‌ها با این چیدمان نسبتاً ساده توانستند یک شیفت در رنگ نور پراکنده‌شده از محلول‌های مختلف، مشاهده کنند.

در فوریه‌ی 1928 رامان مشاهده کرد که نور پراکنده‌شده قطبی می‌باشد مدتی بعد رامان طول‌موج دقیق نور برخوردی و پراکنده‌شده را با استفاده از طیف‌سنج به دست آورد.

سایر محققان به‌طور هم‌زمان  مشغول بررسی اثرات پراکندگی نور بودند. به ‌عنوان ‌مثال فیزیک‌دان روسی گریگوری لندزبرگ و لئونید ماندش تام بررسی‌های خود را در سال 1925 بر روی پراکندگی نور در کوارتز آغاز کردند. نهایتاً در سال 1928 آن‌ها به‌صورت مستقل اثرات پراکندگی مشابه آنچه رامان یافته بود گزارش کردند.

 

اهمیت این کشف بعدها به‌شدت موردتوجه قرار گرفت. رامان به دلیل مشاهده‌ی این اثر جایزه‌ی نوبل 1930 را در فیزیک دریافت کرد. این کوتاه‌ترین زمان مابین کشف و دریافت جایزه نوبل بود.

امروزه مطالعات بر روی پراکندگی نور در زمینه‌ی تجربی و تئوری به هزاران شاخه منتهی می‌شود و چند هزار دانشمند و محقق به‌طور جدی بر روی مسئله در حال تحقیق و کاوش هستند نمودارهایی موجودند که بیان‌کننده‌ی حجم بالای مطالعات و تعداد کثیر مقالات چاپ‌شده در مورد این کشف درباره‌ی نور می‌باشند.

اثر رامان یک مثال برای دانشمندان است که چگونه یک کشف بزرگ صورت می‌گیرد و تاریخچه و سیر تحولی کشف طیف‌سنجی رامان در مقالات و کتاب‌های فراوانی موجود است که چند مورد از آن‌ها را می‌توان در مراجع یافت.

اطلاعات تماس

آدرس:
ایران، تهران، اوین
میدان شهید شهریاری، بلوار دانشجو،
دانشگاه شهید بهشتی، دانشکده علوم زمین
طبقه زیرزمین - آزمایشگاه رامان
کد پستی: 1983969411
تلفن:
آزمایشگاه : 2631 2990
کارشناس: 09106791730(مهدوی)
با ما در تماس باشید