Ključna razlika med Rayleighovim in Ramanskim sipanjem je, da je Rayleighovo sipanje elastično sipanje, medtem ko je Ramanovo sipanje neelastično sipanje.
Sipanje sevanja, kot sta svetloba in zvok, se nanaša na izpeljavo sevanja iz ravne poti leta zaradi neenakomernosti medija, skozi katerega gre sevanje. Obstajata dve pogosti vrsti sipanja, kot sta Rayleighovo in Ramanovo sipanje. Med seboj se razlikujejo glede na ohranitev ali neohranjenost kinetične energije, ki jo imenujemo bodisi elastično oziroma neelastično sipanje.
Kaj je Rayleighovo sipanje?
Rayleighovo sipanje je oblika elastičnega sipanja svetlobe ali katerega koli drugega elektromagnetnega sevanja, poimenovano po znanstveniku Lordu Rayleighu (John William Strutt). Elastično sipanje pomeni, da ta oblika sipanja ohranja kinetično energijo naključnih delcev sistema, v katerem poteka sipanje. Zato imajo razpršeni fotoni enako energijo kot vpadni fotoni.
Slika 01: Modra barva neba je posledica Rayleighovega sipanja svetlobe v ozračju.
Rayleighovo sipanje ne spremeni stanja materiala. Zato ga imenujemo "parametrični proces". Delci, vključeni v to sipanje, so lahko atomi ali molekule. Do te vrste sipanja pride, ko svetloba prehaja skozi prozorne trdne snovi in tekočine. Vendar pa ga lahko izrazito opazimo v plinih. Ta oblika sipanja svetlobe je posledica polarizabilnosti delcev v mediju, skozi katerega prehaja.
Kaj je Ramanovo sipanje?
Ramanovo sipanje je oblika neelastičnega sipanja svetlobe ali katerega koli drugega elektromagnetnega sevanja, poimenovano po znanstveniku C. V. Ramanu. Izraz neelastično opisuje, da ta vrsta sipanja ne ohranja kinetične energije naključnih delcev. Z drugimi besedami, kinetična energija sistema (v katerem pride do sipanja svetlobe) se izgubi ali poveča. Delci, ki vključujejo Ramanovo sipanje, so lahko elektroni, atomi ali molekule. V plinih se ta vrsta sipanja svetlobe pojavi s spremembo energije molekul. To je posledica prehoda molekule iz ene energetske ravni v drugo.
Kakšna je razlika med Rayleighevim in Ramanskim sipanjem?
Rayleighovo sipanje je oblika elastičnega sipanja svetlobe ali katerega koli drugega elektromagnetnega sevanja, medtem ko je Ramanovo sipanje oblika neelastičnega sipanja svetlobe ali katerega koli drugega elektromagnetnega sevanja. Zato je glavna razlika med Rayleighovim in Ramanovim sipanjem njuna elastična oziroma neelastična narava. Poleg tega lahko na podlagi te glavne razlike izpeljemo še eno razliko med Rayleighevim in Ramanovim sipanjem. To pomeni, da je elastično sipanje oblika sipanja, ki ohranja kinetično energijo naključnih delcev sistema, v katerem poteka sipanje. Vendar neelastična oblika sipanja ne ohranja kinetične energije naključnih delcev.
Spodnja infografika predstavlja več podrobnosti o razliki med Rayleighovim in Ramanskim sipanjem.
Povzetek – Rayleigh proti ramanskemu sipanju
Sipanje elektromagnetnega sevanja je dveh pogostih vrst, kot sta Rayleighovo in Ramanovo sipanje. Čeprav med njima obstaja nekaj razlik, je ključna razlika med Rayleighovim in Ramanskim sipanjem ta, da je Rayleighovo sipanje elastično, medtem ko je Ramanovo sipanje neelastično sipanje.
