Nøgleforskellen mellem Rayleigh- og Raman-spredning er, at Rayleigh-spredning er en elastisk spredning, mens Raman-spredning er en uelastisk spredning.
Spredning af stråling som lys og lyd refererer til udledningen af strålingen fra en lige flyvebane på grund af uensartethederne i det medium, som strålingen passerer igennem. Der er to almindelige typer spredning som Rayleigh og Raman spredning. De adskiller sig fra hinanden i forhold til bevarelse eller ikke-konservering af kinetisk energi, som vi betegner som henholdsvis elastisk eller uelastisk spredning.
Hvad er Rayleigh-spredning?
Rayleigh-spredning er en form for en elastisk spredning af lys eller enhver anden elektromagnetisk stråling, opkaldt efter videnskabsmanden Lord Rayleigh (John William Strutt). Elastisk spredning betyder, at denne form for spredning bevarer den kinetiske energi af de tilfældige partikler i det system, hvori spredningen finder sted. Derfor har de spredte fotoner samme energi som de indfaldende fotoner.
Figur 01: Himlens blå farve er et resultat af Rayleighs spredning af lys i atmosfæren.
Rayleigh-spredning ændrer ikke et materiales tilstand. Derfor kalder vi det som en "parametrisk proces". Partiklerne involveret i denne spredning kan være atomer eller molekyler. Denne form for spredning finder sted, når lys passerer gennem gennemsigtige faste stoffer og væsker. Vi kan dog se det fremtrædende i gasser. Denne form for lysspredning er et resultat af partiklernes polariserbarhed i mediet, som det passerer igennem.
Hvad er Raman-spredning?
Raman-spredning er en form for uelastisk spredning af lys eller enhver anden elektromagnetisk stråling, opkaldt efter videnskabsmanden C. V. Raman. Udtrykket uelastisk beskriver, at denne form for spredning ikke bevarer den kinetiske energi af tilfældige partikler. Med andre ord, den kinetiske energi i systemet (hvor lysspredningen finder sted) enten tabes eller øges. De partikler, der involverer Raman-spredning, kan være elektroner, atomer eller molekyler. I gasser forekommer denne type lysspredning med en ændring i molekylernes energi. Dette skyldes overgangen af molekylet fra et energiniveau til et andet.
Hvad er forskellen mellem Rayleigh og Raman-spredning?
Rayleigh-spredning er en form for en elastisk spredning af lys eller enhver anden elektromagnetisk stråling, hvorimod Raman-spredning er en form for uelastisk spredning af lys eller enhver anden elektromagnetisk stråling. Derfor er den største forskel mellem Rayleigh og Raman spredning deres elastiske og uelastiske karakter, henholdsvis. Ud fra denne hovedforskel kan vi desuden udlede en anden forskel mellem Rayleigh- og Raman-spredning. Det vil sige, at den elastiske spredning er en form for spredning, der bevarer den kinetiske energi af de tilfældige partikler i det system, hvori spredningen finder sted. Men den uelastiske form for spredning bevarer ikke den kinetiske energi af de tilfældige partikler.
Nedenstående infografik præsenterer flere detaljer om forskellen mellem Rayleigh og Raman-spredning.
Opsummering – Rayleigh vs Raman-spredning
Spredning af elektromagnetisk stråling er i to almindelige typer som Rayleigh- og Raman-spredning. Selvom der er nogle forskelle mellem dem, er den vigtigste forskel mellem Rayleigh- og Raman-spredning, at Rayleigh-spredning er en elastisk spredning, mens Raman-spredning er en uelastisk spredning.
