Effetto Raman, variazione della lunghezza d'onda della luce che si verifica quando un raggio di luce viene deviato dalle molecole. Quando un raggio di luce attraversa un campione trasparente e privo di polvere di un composto chimico, una piccola frazione della luce emerge in direzioni diverse da quella del raggio incidente (in entrata). La maggior parte di questa luce diffusa ha una lunghezza d'onda invariata. Una piccola parte, tuttavia, ha lunghezze d'onda diverse da quella della luce incidente; la sua presenza è il risultato dell'effetto Raman.
Il fenomeno prende il nome dal fisico indiano Sir Chandrasekhara Venkata Raman, che pubblicò per la prima volta osservazioni sull'effetto nel 1928. (Il fisico austriaco Adolf Smekal descrisse teoricamente l'effetto nel 1923. Fu osservato per la prima volta appena una settimana prima dei Raman dai fisici russi Leonid Mandelstam e Grigory Landsberg; tuttavia, non pubblicarono i loro risultati fino a mesi dopo Raman.)
La dispersione del Raman è forse più facilmente comprensibile se la luce incidente è considerata costituita da particelle o fotoni (con energia proporzionale alla frequenza), che colpiscono le molecole del campione. La maggior parte degli incontri è elastica e i fotoni sono dispersi con energia e frequenza invariate. In alcune occasioni, tuttavia, la molecola assorbe energia da o rinuncia energia ai fotoni, che sono quindi dispersi con energia diminuita o aumentata, quindi con frequenza più bassa o più alta. I cambiamenti di frequenza sono quindi misure delle quantità di energia coinvolte nella transizione tra gli stati iniziale e finale della molecola di scattering.
L'effetto Raman è debole; per un composto liquido l'intensità della luce interessata può essere solo 1 / 100.000 di quel raggio incidente. Il modello delle linee Raman è caratteristico delle particolari specie molecolari e la sua intensità è proporzionale al numero di molecole di scattering nel percorso della luce. Pertanto, gli spettri Raman sono utilizzati nell'analisi qualitativa e quantitativa.
Le energie corrispondenti ai cambiamenti di frequenza del Raman sono le energie associate alle transizioni tra i diversi stati rotazionali e vibrazionali della molecola di scattering. I turni di rotazione puri sono piccoli e difficili da osservare, ad eccezione di quelli di semplici molecole gassose. Nei liquidi, i movimenti di rotazione sono ostacolati e non si trovano linee Raman di rotazione discrete. La maggior parte del lavoro di Raman riguarda le transizioni vibrazionali, che offrono spostamenti più ampi osservabili per gas, liquidi e solidi. I gas hanno una bassa concentrazione molecolare a pressioni ordinarie e quindi producono effetti Raman molto deboli; quindi liquidi e solidi vengono studiati più frequentemente.
