IFPA 2018 — Questão 42 · Óptica Geométrica

Uma das principais técnicas utilizadas para a investigação na área de matéria condensada é a espectroscopia Raman. Uma amostra do material é irradiada por um feixe de laser intenso na região do visível próximo ao UV. A luz é geralmente espalhada numa direção perpendicular ao feixe do laser incidente. Uma explicação clássica para o espalhamento Raman (pois o efeito é quântico) pode ser dada considerando-se um campo elétrico da onda eletromagnética (feixe do laser) oscilando como $E=E_0\cos 2\pi v_{0}t$ , sendo $E_0$ a amplitude de vibração e $v_0$ a frequência do laser. Considerando-se que a molécula sofre uma polarização dada por e que a molécula vibra com uma frequência , o deslocamento molecular será dado por: $x=x_0\cos 2\pi v_{m}t$ , onde $x_0$ é a amplitude de vibração da molécula. Considere que a vibração é pequena de tal forma que a polarizabilidade α é linear em x e pode ser expandida até primeira ordem em torno da posição de equilíbrio da molécula $(\alpha ={\alpha }_0+\frac{\vartheta \alpha }{\vartheta x}x)$

(sendo ${\alpha }_0$ a polarizabilidade na posição de equilíbrio). A polarização resultante que explica os espectros observados da amostra é dada por