その分析はどのような方法で調べているの?

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2017年07月07日
その分析はどのような方法で調べているの?を更新。
2017年07月07日
ラマン分光法の簡単な説明を更新。
2017年07月07日
ラマン分光とは何か?を更新。
2017年07月07日
ラマン分光の基本的な内容を更新。

特有の性質を持つ光

物質に対して光が当たると、分子に衝突します。そしてその一部は錯乱されることになります。これらの錯乱した光の波長を調べてみると、大多数の成分は入ってきた光と同じ波長です。それをレイリー錯乱光と呼びます。しかし極わずかではあるのですが、入ってきた光とは違う波長の光が含まれています。この入ってきた光とは違う波長をもつ光の振動の数が、分子の固有の振動数になっているということを発見した科学者がいます。
それはインドの「ラマン」という科学者です。そして波長が普通ではない光を「ラマン分光」と呼ぶようになりました。彼は1930年にノーベル物理学賞を受賞しています。そして彼の発見以降は、特定の物質の分子構造や結晶構造を知るための手段として、ラマン分光法が使われることになりました。
それぞれの物質には特有の性質があるため、入ってきた光とは違う波長を持つラマン錯乱光もさまざまなものになります。ラマン効果は光の錯乱現象ですので、理論的にはどんな波長にも対応できるようです。本来的には、入ってくる光の波長は単色の光が理想のようです。しかしラマン分光は、極めて微弱です。それはレイリー錯乱光と比較すると、10のマイナス6乗ほどもの弱さだと言われています。そのために、ラマン分光を実用的な形で使用するためには、高強度な光源が必要なようです。

分子の種類

今、様々な場面で分析データが利用されています。アレルギー反応への対処や医薬品原材料の分析、果物など新品種の糖度・酸度の測定など。これらの分析結果を利用して、私たちの暮らしの中で起きる心配事の解決解消や、新しい価値観の提案などが行われています。ではその分析データは一体どうやって調べているのでしょう。「ラマン分光法」という言葉をご存知でしょうか?このラマン分光法は、光を物質に当てると(つまり入射させると)できる、光の散乱の中の各種の波長を利用します。
その光の散乱の中の波長には、光を入射させた光の波長と、光を当てた物質から発する各種のエネルギーの波長があり、光の波長と物質の各種のエネルギーの波長との差から、物質の各種のエネルギーの波長だけを取り出し分析する方法をラマン分光法と呼びます。このラマン分光法を利用した分析機器を分光器などといい、各メーカーから研究開発されています。
そしてこのラマン分光法を使ってどのような分析が行えるのかというと、調べたい物質から検出された分子の種類を決定することができます。その種類は気体・液体・個体を問わず幅広い分野に及びます。生物や人体組織などの複雑な物質、鉱物や宝石、医薬品、シリコン・半導体、ナノカーボン系材料など種類も多種多様です。そしてラマン分光法は主に顕微鏡やスコープとデータ分析用ソフトウェアなどを組み合わせ行われています。

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その分析はどのような方法で調べているの?

特有の性質を持つ光 物質に対して光が当たると、分子に衝突します。そしてその一部は錯乱されることになります。これらの錯乱した光の波長を調べてみると、大多数の成分は入ってきた光と同じ波長です。それをレイリー錯乱光と呼びます。しかし極わずかではあるのですが、入ってきた光とは違う波長の光が含まれています。この入ってきた光…

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ラマン分光法の簡単な説明

再利用する 物質が単色の光によって照射される際、散乱光(ラマン散乱光という)には照射光と等しい波長だけでなく、照射光よりも長い波長(分子にエネルギーを与えた場合)や短い波長(分子からエネルギーをうけとった場合)が含まれる現象をラマン分光またはラマン効果といいます。光が照射されたときの分子の振動数(波長と言い換え可…

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ラマン分光とは何か?

化学的構造 自然界の多くの現象は、化学反応が深く関係しています。化学反応を考える上で、その化学物質の分子構造がどのような構造しているかを知ることは非常に重要なことです。例えば医薬品の世界で言えば、薬の成分がどのような分子構造をとっているかが、効果を決める一つの要因と言えます。しかし分子のサイズは非常に小さく、直接…

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ラマン分光の基本的な内容

光と物質 物質に光を照射させると、光の粒子性により散乱という現象が起こります。入射光と同じ波長の光が散乱される現象をレイリー散乱(弾性散乱)といい、入射光と違う波長の光が散乱される現象をラマン散乱(非弾性散乱)といいます。ラマン分光法とはこのラマン散乱された光を調べることにより、物質の構造や性質を知ることができる…

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