Het belangrijkste verschil tussen Rayleigh- en Raman-verstrooiing is dat de Rayleigh-verstrooiing een elastische verstrooiing is, terwijl de Raman-verstrooiing een inelastische verstrooiing is.
Verstrooiing van straling zoals licht en geluid verwijst naar de afleiding van de straling van een rechte vliegbaan vanwege de niet-uniformiteit van het medium waar de straling doorheen gaat. Er zijn twee veel voorkomende soorten verstrooiing, zoals Rayleigh- en Raman-verstrooiing. Ze verschillen van elkaar naargelang het behoud of niet-behoud van kinetische energie die we respectievelijk als elastische of niet-elastische verstrooiing noemen.
Wat is Rayleigh Scattering?
Rayleigh-verstrooiing is een vorm van elastische verstrooiing van licht of andere elektromagnetische straling, genoemd naar de wetenschapper Lord Rayleigh (John William Strutt). Elastische verstrooiing betekent dat deze vorm van verstrooiing de kinetische energie van de incidentele deeltjes van het systeem waarin de verstrooiing plaatsvindt, behoudt. Daarom hebben de verstrooide fotonen dezelfde energie als de invallende fotonen.
Figuur 01: De blauwe kleur van de lucht is het resultaat van Rayleigh-verstrooiing van licht in de atmosfeer.
Rayleigh-verstrooiing verandert de toestand van een materiaal niet. Daarom noemen we het een "parametrisch proces". De deeltjes die bij deze verstrooiing betrokken zijn, kunnen atomen of moleculen zijn. Dit type verstrooiing vindt plaats wanneer licht door transparante vaste stoffen en vloeistoffen gaat. We kunnen het echter prominent zien in gassen. Deze vorm van lichtverstrooiing is het resultaat van de polariseerbaarheid van de deeltjes in het medium waar het doorheen gaat.
Wat is Ramanverstrooiing?
Ramanverstrooiing is een vorm van inelastische verstrooiing van licht of andere elektromagnetische straling, genoemd naar de wetenschapper C. V. Raman. De term inelastisch beschrijft dat dit type verstrooiing de kinetische energie van incidentele deeltjes niet behoudt. Met andere woorden, de kinetische energie van het systeem (waarin de lichtverstrooiing plaatsvindt) verliest of neemt toe. De deeltjes waarbij Raman-verstrooiing betrokken is, kunnen elektronen, atomen of moleculen zijn. In gassen vindt dit type lichtverstrooiing plaats met een verandering in de energie van moleculen. Dit komt door de overgang van het molecuul van het ene energieniveau naar het andere.
Wat is het verschil tussen Rayleigh en Raman verstrooiing?
Rayleigh-verstrooiing is een vorm van elastische verstrooiing van licht of andere elektromagnetische straling, terwijl Raman-verstrooiing een vorm van niet-elastische verstrooiing van licht of andere elektromagnetische straling is. Daarom is het belangrijkste verschil tussen Rayleigh- en Raman-verstrooiing respectievelijk hun elastische en niet-elastische aard. Bovendien kunnen we op basis van dit belangrijkste verschil een ander verschil afleiden tussen Rayleigh- en Raman-verstrooiing. Dat wil zeggen, de elastische verstrooiing is een vorm van verstrooiing die de kinetische energie van de incidentele deeltjes van het systeem waarin de verstrooiing plaatsvindt, behoudt. Maar de inelastische vorm van verstrooiing behoudt de kinetische energie van de incidentele deeltjes niet.
De onderstaande infographic geeft meer details over het verschil tussen Rayleigh- en Raman-verstrooiing.
Samenvatting – Rayleigh vs Raman Scattering
Verstrooiing van elektromagnetische straling is in twee veel voorkomende soorten als Rayleigh- en Raman-verstrooiing. Hoewel er enkele verschillen tussen beide zijn, is het belangrijkste verschil tussen Rayleigh- en Raman-verstrooiing dat de Rayleigh-verstrooiing een elastische verstrooiing is, terwijl de Raman-verstrooiing een inelastische verstrooiing is.
