b'\n_START_ARTICLE_\nRamanovo sipanje\n_START_PARAGRAPH_\nR\xc3\xa1manovo sipanje je neelasti\xc4\x8dno sipanje fotonov na gradnikih snovi. Ko svetloba vstopi v snov, se na molekulah siplje. Sipanje je ve\xc4\x8dinoma elasti\xc4\x8dno, pri katerem se energija fotonov ohranja, spremeni se samo smer gibanja. Majhen dele\xc5\xbe fotonov pa se siplje neelasti\xc4\x8dno. V tem primeru se energija fotonov (in posledi\xc4\x8dno frekvenca) spremeni zaradi prehajanja molekul snovi med razli\xc4\x8dnimi rotacijskimi oziroma vibracijskmi stanji. Pojav se imenuje po indijskemu fiziku C. V. Ramanu. Je osnova za delovanje Ramanske spektroskopije.\n_START_SECTION_\nZgodovina\n_START_PARAGRAPH_\nLeta 1923 je avstrijski fizik Adolf Smekal napovedal neelasti\xc4\x8dno sipanje svetlobe . Indijski fizik C. V. Raman je leta 1928  pojav neelasti\xc4\x8dnega sipanja potrdil z eksperimenti. Zanj je leta 1930 dobil tudi Nobelovo nagrado za fiziko. Neodvisno od Ramana sta isto\xc4\x8dasno do enakega odkritja pri\xc5\xa1la tudi Grigory Landsberg in Leonid Mandelstam, sovjetska fizika.\n_START_SECTION_\nNeelasti\xc4\x8dno sipanje\n_START_PARAGRAPH_\nPri neelasti\xc4\x8dnem sipanju se frekvenca vpadnih fotonov spremeni, saj pride do energijskih prehodov gradnikov, na katerih se fotoni sipajo. Ramanovo sipanje je le eno izmed mo\xc5\xbenih neelasti\xc4\x8dnih tipov sipanja. Sipanje na nabitih delcih, ponavadi elektronih, imenujemo Comptonovo sipanje. Pri njem foton po trku z elektronom preide v vi\xc5\xa1je vzbujeno stanje. Lahko pa pri sipanju pride do vzbujanja rotacijskih in vibracijskih stanj molekule oziroma cele kristalne mre\xc5\xbee. Pri Ramanovem sipanju pride do vzbujanja vibracijskih stanj na nivoju opazovanega gradnika in njegovih sosedov, torej znotraj molekule oziroma znotraj osnovne celice kristala z bazo. Pri Brillouinovem sipanju pa pride do vzbujanja koherentnih mre\xc5\xbenih nihanj, Brillouinovo sipanje je torej lahko prisotno samo v snovi z urejeno strukturo.\n_START_SECTION_\nRamanovo sipanje v plinih in teko\xc4\x8dinah\n_START_PARAGRAPH_\nZa pline in teko\xc4\x8dine je zna\xc4\x8dilno neurejeno gibanje gradnikov. Do Brillouinovega sipanja torej ne more priti, saj je medsebojno gibanje gradnikov nekoherentno oziroma koherentnost zelo hitro pojema z oddaljenostjo. Ramanovo sipanje pa je mogo\xc4\x8de, saj pri njem prehajajo molekule med rotacijskimi in vibracijskimi stanji.\n_START_SECTION_\nVibracijska stanja\n_START_PARAGRAPH_\nVibracijska stanja opisujejo vibracijsko gibanje molekule, periodi\xc4\x8dno gibanje atomov znotraj molekule, pri \xc4\x8demer pa ostaja celotna translacijska in rotacijska energija molekule nespremenjena. V splo\xc5\xa1nem ima molekula sestavljena iz  atomov  lastnih vibracijskih na\xc4\x8dinov, simetrije molekule pa to \xc5\xa1tevilo zmanj\xc5\xa1ujejo. Pri linearni molekuli se to \xc5\xa1tevilo zmanj\xc5\xa1a na , diatomna molekula ima torej samo en vibracijski nihajni na\xc4\x8din. Vsakemu nihajnemu na\xc4\x8dinu pripi\xc5\xa1emo kvantno \xc5\xa1tevilo vibracije , ki pove, kako vzbujen je posamezen nihajni na\xc4\x8din in dolo\xc4\x8da eneregijo te vibracije .\n_START_SECTION_\nRotacijska stanja\n_START_PARAGRAPH_\nRotacijska stanja opredeljujejo vrtilno koli\xc4\x8dino molekule in njeno rotacijsko kineti\xc4\x8dno energijo. Hamiltonian, ki dolo\xc4\x8da lastna stanja in energije zapi\xc5\xa1emo v analogiji s klasi\xc4\x8dno mehaniko , kjer je  vztrajnostni moment, odvisen od osi rotacije, in  operator kvadrata skupne vrtilne koli\xc4\x8dine. V primeru, da so lastne funkcije zapisane v bazi z dobrim , kvantnim \xc5\xa1tevilom skupne vrtilne koli\xc4\x8dine, je energija rotacije podana z .\n_START_SECTION_\nIzbirna pravila\n_START_PARAGRAPH_\nRamanovo sipanje je dovoljeno samo v primeru, da se pri njem polarizabilnost molekule spremeni. Za vibracijske prehode mora posledi\xc4\x8dno veljati   , pri \xc4\x8demer je  koordinata, ki opisuje vibracijo. Dovoljeni so prehodi, pri katerih je  , kjer je  kvantno \xc5\xa1tevilo vibracije. Pri rotacijskih prehodih pa so dovoljeni tisti, za katere velja , kjer je  kvantno \xc5\xa1tevilo, ki opisuje skupno vrtilno koli\xc4\x8dino molekule.\n_START_SECTION_\nRamanovo sipanje v urejeni snovi\n_START_PARAGRAPH_\nV kristalih lahko vpadni foton vzbudi nihanja znotraj gradnikov (molekul) kot tudi nihanja celotne kristalne mre\xc5\xbee. Posledi\xc4\x8dno v kristalih lo\xc4\x8dimo Brillouinovo in Ramanovo sipanje.\n_START_SECTION_\nAkusti\xc4\x8dna in opti\xc4\x8dna veja\n_START_PARAGRAPH_\nPri obeh, Brillouinovem in Ramanovem sipanju, sodelujejo fononi, kvazidelci, ki opisujejo oscilatorno vzbujanje kristalne mre\xc5\xbee. Poglejmo si razlike med njimi, med fononi opti\xc4\x8dne in akusti\xc4\x8dne veje. Izpeljimo lastne nihajne na\xc4\x8dine na primeru enodimenzionalnega kristala in to kasneje posplo\xc5\xa1imo na tridimenzionalni primer.\n_START_SECTION_\nPosplo\xc5\xa1itev na tri dimenzije\n_START_PARAGRAPH_\nV enodimenzionalnem primeru poliatomna baza privede do pojava opti\xc4\x8dne veje. Ve\xc4\x8dje kot je \xc5\xa1tevilo atomov, ki sestavljajo bazo, ve\xc4\x8d opti\xc4\x8dnih vej se pojavi. Pri tridimenzionalnem kristalu disperzijska relacija za vsak valovni vektor podaja  re\xc5\xa1itev, kjer je  \xc5\xa1tevilo atomov v bazi. Od teh  vej so tri akusti\xc4\x8dne. Te predstavljajo translacijske prostostne stopnje, ostalih  vej pa opisuje vibracijske prostostne stopnje - atomne molekule.\n_START_SECTION_\nRazlika med Brillouinovim in Ramanovim sipanjem\n_START_PARAGRAPH_\nPri Brillouinovem sipanju pride do vzbujanja koherentnih mre\xc5\xbenih nihanj, pri procesu sodelujejo akusti\xc4\x8dni, nizko frekven\xc4\x8dni fononi. Nasprotno pri Ramanovem sipanju sodelujejo opti\xc4\x8dni fononi. Pri tem pride do vzbujanja nihanj znotraj osnovne celice, znotraj molekule. Molekule posledi\xc4\x8dno prehajajo v vzbujena vibracijska oziroma rotacijska stanja. Ramanovo in Brilluinovo sipanje podata popolnoma drugo informacijo o snovi. S pomo\xc4\x8djo prvega dobimo informacijo o molekularni strukturi snovi, drugi pa opisuje lastnosti snovi na ve\xc4\x8dji skali, na primer elasti\xc4\x8dnost materiala.'