Unterschied zwischen Rayleigh und Raman-Streuung

Das Hauptunterschied zwischen Rayleigh und Raman Streuung ist, dass die Rayleigh-Streuung ist eine elastische Streuung, während die Raman-Streuung eine unelastische Streuung ist.

Streuung von Strahlung wie Licht und Schall bezieht sich auf die Ableitung der Strahlung von einem geraden Flugweg aufgrund der Ungleichmäßigkeiten des Mediums, durch das die Strahlung verläuft. Es gibt zwei gebräuchliche Streuungsarten wie Rayleigh- und Raman-Streuung. Sie unterscheiden sich in Abhängigkeit von der Erhaltung oder Nichterhaltung der kinetischen Energie, die wir als elastische bzw. inelastische Streuung bezeichnen.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist Rayleigh-Streuung?
3. Was ist Raman-Streuung?
4. Side by Side Vergleich - Rayleigh vs Raman-Streuung in Tabellenform
5. Zusammenfassung

Was ist Rayleigh-Streuung??

Rayleigh-Streuung ist eine Form einer elastischen Streuung von Licht oder einer anderen elektromagnetischen Strahlung, benannt nach dem Wissenschaftler Lord Rayleigh (John William Strutt). Elastische Streuung bedeutet, dass diese Form der Streuung die kinetische Energie der zufälligen Teilchen des Systems bewahrt, in dem die Streuung stattfindet. Daher haben die gestreuten Photonen die gleiche Energie wie die einfallenden Photonen.

Abbildung 01: Die blaue Farbe des Himmels ist das Ergebnis der Rayleigh-Streuung des Lichts in der Atmosphäre.

Die Rayleigh-Streuung ändert den Zustand eines Materials nicht. Daher nennen wir es einen "parametrischen Prozess". Die an dieser Streuung beteiligten Partikel können Atome oder Moleküle sein. Diese Art der Streuung findet statt, wenn Licht durch transparente Festkörper und Flüssigkeiten fällt. Wir können es jedoch deutlich in Gasen sehen. Diese Form der Lichtstreuung ist ein Ergebnis der Polarisierbarkeit der Teilchen in dem Medium, durch das sie gehen.

Was ist Raman-Streuung??

Die Raman-Streuung ist eine Form der unelastischen Streuung von Licht oder einer anderen elektromagnetischen Strahlung, benannt nach dem Wissenschaftler C.V.Raman. Der Begriff inelastisch beschreibt, dass diese Art der Streuung die kinetische Energie von zufälligen Partikeln nicht konserviert. Mit anderen Worten, die kinetische Energie des Systems (in dem die Lichtstreuung stattfindet) verliert oder steigt an. Die Teilchen, an denen Raman-Streuung beteiligt ist, können Elektronen, Atome oder Moleküle sein. Bei Gasen tritt diese Art der Lichtstreuung mit einer Änderung der Energie von Molekülen auf. Dies ist auf den Übergang des Moleküls von einem Energieniveau zu einem anderen zurückzuführen.

Was ist der Unterschied zwischen Rayleigh und Raman-Streuung??

Die Rayleigh-Streuung ist eine Form einer elastischen Streuung von Licht oder einer anderen elektromagnetischen Strahlung, während die Raman-Streuung eine Form der unelastischen Streuung von Licht oder einer anderen elektromagnetischen Strahlung ist. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen Rayleigh- und Raman-Streuung in ihrer elastischen bzw. inelastischen Natur. Basierend auf diesem Hauptunterschied können wir außerdem einen weiteren Unterschied zwischen der Rayleigh- und der Raman-Streuung ableiten. Das heißt, die elastische Streuung ist eine Streuungsform, die die kinetische Energie der zufälligen Teilchen des Systems, in dem die Streuung stattfindet, konserviert. Die unelastische Form der Streuung konserviert jedoch nicht die kinetische Energie der zufälligen Teilchen.

Die untenstehende Infografik zeigt weitere Details zum Unterschied zwischen Rayleigh- und Raman-Streuung.

Zusammenfassung - Rayleigh vs Raman Scattering

Die Streuung von elektromagnetischer Strahlung ist in zwei Arten verbreitet, wie Rayleigh- und Raman-Streuung. Obwohl es einige Unterschiede zwischen ihnen gibt, besteht der Hauptunterschied zwischen der Rayleigh- und der Raman-Streuung darin, dass die Rayleigh-Streuung eine elastische Streuung ist, während die Raman-Streuung eine unelastische Streuung ist.

Referenz:

1. Britannica, die Herausgeber der Enzyklopädie. „Rayleigh-Streuung“. Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 12. Februar 2018. Hier verfügbar 
2. „Raman-Streuung“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 30. August 2018. Hier verfügbar 

Bildhöflichkeit:

1. "Rayleigh-Sonnenlichtstreuung" Von Dragons Flight (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia