ରମଣ ପ୍ରଭାବ / ରମଣ ବିଚ୍ଛୁରଣ (Raman Effect / Raman Scattering)
ରମଣ ପ୍ରଭାବ କିମ୍ବା ରମଣ ସ୍କାଟରିଙ୍ଗ୍ ହେଉଛି ସି ଭି ରମଣ ଏବଂ ତାଙ୍କ ଛାତ୍ର ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନୀ କେ ଏସ୍ କ୍ରିଷ୍ଣନ୍ ଙ୍କ ଦ୍ୱାରା ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଆବିଷ୍କାର | ଏହି ଆବିଷ୍କାର ହେତୁ ରମଣଙ୍କୁ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ ପାଇଁ ନୋବେଲ ପୁରସ୍କାର (Nobel Prize for Physics) ପ୍ରଦାନ କରାଯାଇଥିଲା। ଉଭୟ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ବିଜ୍ଞାନରେ ରମଣ ପ୍ରଭାବର ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରୟୋଗ ରହିଛି |
ସି ଭି ରମଣ କେମିତି ରମଣ ପ୍ରଭାବକୁ ଆବିଷ୍କାର କଲେ ?
୧୯୨୧ ମସିହାରେ, ଏକ ଜାହାଜରେ ଲଣ୍ଡନରୁ ବମ୍ବେକୁ ଫେରୁଥିବାବେଳେ ରମଣ ଭୂମଧ୍ୟସାଗର (Mediterranean Sea) ର ଗଭୀର ନୀଳ ରଙ୍ଗ ଦ୍ୱାରା ଆକର୍ଷିତ ହୋଇଥିଲେ | ସେ ଗଭୀର ଚିନ୍ତନ କରି ରେଲି (Rayleigh) ଙ୍କ ବ୍ୟାଖ୍ୟାକୁ ପରିତ୍ୟାଗ କଲେ ଯେ ସମୁଦ୍ରର ରଙ୍ଗ କେବଳ ଆକାଶର ରଙ୍ଗର ପ୍ରତିଫଳନ | କିଛି ଦିନ ପରେ, ସେ ପ୍ରମାଣ କରିବାକୁ ସମର୍ଥ ହେଲେ ଯେ ସମୁଦ୍ରର ରଙ୍ଗ ହେଉଛି ଜଳ ଅଣୁ ଦ୍ୱାରା ସୂର୍ଯ୍ୟ କିରଣ ବିଚ୍ଛୁରିତ ହେବାର ଫଳାଫଳ (the result of scattering of sunlight by water molecules) | ଏହାପରେ ଅଣୁଗୁଡ଼ିକ ଦ୍ୱାରା ଆଲୋକ ବିଚ୍ଛୁରିତ କରିବାରେ ତାଙ୍କର ଆଗ୍ରହ ବଢ଼ିଲା | ତା’ପରେ ସେ ଅନେକ ପରୀକ୍ଷଣ କରିଥିଲେ ଏବଂ ଏହି ସିଦ୍ଧାନ୍ତରେ ଉପନୀତ ହୋଇଥିଲେ ଯେ ଅଣୁଗୁଡ଼ିକ ଦ୍ୱାରା ଆଲୋକର ଆବୃତ୍ତିର ସ୍ଥାନାନ୍ତରିତ ବିଚ୍ଛୁରଣ (frequency shift scattering) ଘଟେ | ଏହାଦ୍ୱାରା ରମଣ 'ରମଣ ପ୍ରଭାବ'ର ଆବିଷ୍କାର କଲେ ଯେଉଁଠାରେ ଆବୃତ୍ତିର ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ ନମୁନାରେ ଥିବା ଅଣୁଗୁଡ଼ିକର ଏକ ଲକ୍ଷଣ ଅଟେ ଏବଂ ଏହା ନମୁନା ଉପରେ ପଡୁଥିବା ଆଲୋକର ଆବୃତ୍ତି ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ ନାହିଁ (independent of frequency of incident light) ଅଟେ | ତେଣୁ, ଏହା ପ୍ରତିଦୀପ୍ତି (fluorescence) ଠାରୁ ଭିନ୍ନ | ରମଣ ଏବଂ କ୍ରିଷ୍ଣନ୍ ପାରଦ ଲ୍ୟାମ୍ପ୍ (mercury lamp) ଏବଂ ଫଟୋଗ୍ରାଫିକ୍ ପ୍ଲେଟ୍ (photographic plates) ବ୍ୟବହାର କରି ରମଣ ପ୍ରଭାବର ବର୍ଣ୍ଣାଳୀ (spectrum) ଅଭିଲିଖିତ କରିଥିଲେ | ରମଣଙ୍କ ଅଧିକାଂଶ କାର୍ଯ୍ୟ କମ୍ପନ ପରିବର୍ତ୍ତନ (vibrational transitions) ସହିତ ଜଡିତ ଥିଲା, ଯାହା ବାଷ୍ପ, ତରଳ ପଦାର୍ଥ ଏବଂ କଠିନ ପଦାର୍ଥ ପାଇଁ ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷଣ ଯୋଗ୍ୟ ବୃହତ ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣ (larger shifts) ଦେଇଥାଏ | ସାଧାରଣ ବାୟୁମଣ୍ଡଳୀୟ ଚାପରେ ବାଷ୍ପର ନିମ୍ନ ଆଣବିକ ଏକତ୍ରୀକରଣ (low molecular concentration) ଥାଏ ଏବଂ ସେଥିପାଇଁ ଦୁର୍ବଳ ରମଣ ପ୍ରଭାବ ସୃଷ୍ଟି କରେ | ତେଣୁ ତରଳ ଏବଂ କଠିନ ପଦାର୍ଥଗୁଡିକ ଅଧିକାଂଶ ସମୟରେ ଅଧ୍ୟୟନ କରାଯାଉଥିଲା |
ପରିଭାଷା :
ଯେତେବେଳେ ଏକ ନମୁନା (ତରଳ, ବାଷ୍ପ କିମ୍ବା କଠିନ ପଦାର୍ଥ) ର ଅଣୁ ଦ୍ୱାରା ଆଲୋକ ବିକ୍ଷେପଣ (deflection of light) ହୋଇଥାଏ, ସେତେବେଳେ ଆଲୋକର ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟର ପରିବର୍ତ୍ତନ (wavelength of light) ହୁଏ ଏବଂ ଏହାକୁ ରମଣ ପ୍ରଭାବ କୁହାଯାଏ |
ଯେତେବେଳେ ଏକ ରାସାୟନିକ ନମୁନା (ବିଶେଷତ ଧୂଳିମୁକ୍ତ ଏବଂ ସ୍ୱଚ୍ଛ) ବର୍ଣ୍ଣାଳୀର ଦୃଶ୍ୟମାନ ଅଞ୍ଚଳର ଏକରଙ୍ଗୀ ଆଲୋକର (monochromatic light of visible wavelength) ସମ୍ମୁଖୀନ ହୁଏ, ସେହି ନମୁନା ଆଲୋକକୁ ଅବଶୋଷଣ (absorption) କରେ ଏବଂ ଏହି ଆଲୋକର ମୁଖ୍ୟ ଅଂଶ ଦିଗ, ଆବୃତ୍ତି, ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ଏବଂ ପ୍ରଗାଢ଼ତା (intensity) ପରିବର୍ତ୍ତନ ନ ହୋଇ ନମୁନା ମଧ୍ୟରୁ ବାହାରି ଆସିଥାଏ | କିନ୍ତୁ, ଆଲୋକର ଏକ ଛୋଟ ଅଂଶ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଦିଗ (incident direction) ବ୍ୟତୀତ ନମୁନା ଦ୍ୱାରା ଅନ୍ୟ ଦିଗଗୁଡ଼ିକୁ ବିଚ୍ଛୁରିତ ହୋଇଥାଏ | ନମୁନା ଉପରେ ପଡୁଥିବା ଆଲୋକର ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଆବୃତ୍ତି ଥାଏ | ଯଦି ବିଚ୍ଛୁରିତ ହୋଇଥିବା ଆଲୋକର ଆବୃତ୍ତି ନମୁନା ଉପରେ ପଡୁଥିବା ଆଲୋକର ଆବୃତ୍ତି ସହିତ ସମାନ ହୋଇଥାଏ (ଅପରିବର୍ତ୍ତିତ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ), ତେବେ ଏହାକୁ ରେଲି ବିଚ୍ଛୁରଣ (Rayleigh Scattering) କୁହାଯାଏ | କିନ୍ତୁ ସମୁଦାୟ ବିଚ୍ଛୁରଣର ପ୍ରାୟ 1%, ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଆବୃତ୍ତି (incident frequency) ଠାରୁ ଭିନ୍ନ ଆବୃତ୍ତିରେ ଘଟିଥାଏ (ନୂତନ ତରଙ୍ଗଦର୍ଘ୍ୟ ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ଠାରୁ ଭିନ୍ନ) | ଏହାକୁ ରମଣ ବିଚ୍ଛୁରଣ (Raman Scattering) କିମ୍ବା ରମଣ ପ୍ରଭାବ (Raman Effect) କୁହାଯାଏ |
ପ୍ରକ୍ରିୟା :
Credits: insightsonindia |
ରମଣ ବର୍ଣ୍ଣାଳୀବୀକ୍ଷଣ (Raman Spectroscopy) :
ରମଣ ପ୍ରଭାବ ରମଣ ବର୍ଣ୍ଣାଳୀବୀକ୍ଷଣ କୁ ସୃଷ୍ଟି କରେ | ରମଣ ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରା (ବର୍ଣ୍ଣାଳୀ) (Raman spectra) ରମଣ ବିଚ୍ଛୁରଣର ଏକ ପରିଣାମ ଭାବେ ଅଭିଲିଖିତ ହୋଇଥାଏ ଏବଂ ଏହା ନମୁନାର ଆଣବିକ ଆଙ୍ଗୁଳି ଛାପ (molecular fingerprint) ଦେଇଥାଏ ଏବଂ ଏହା ବିଭିନ୍ନ ଅଣୁ ପାଇଁ ଭିନ୍ନ | ବର୍ଣ୍ଣାଳୀକୁ ଅଧ୍ୟୟନ କରି, ଜଣେ ଘୂର୍ଣ୍ଣନ ସ୍ତର ଚିହ୍ନଟ କରିପାରିବ ଏବଂ ଏହାଦ୍ୱାରା ନମୁନାରେ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଅଣୁକୁ ଚିହ୍ନଟ କରିପାରିବ | ଏହା ଗୁଣାତ୍ମକ ବିଶ୍ଳେଷଣ (Qualitative Analysis) କରିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରିଥାଏ ଯାହା ହେଉଛି ନମୁନାରେ ଥିବା ଉପାଦାନ ଅଣୁଗୁଡ଼ିକୁ ଚିହ୍ନିବା | ସେହିଭଳି, ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ରମଣ ରେଖାର ପ୍ରଗାଢ଼ତା ନମୁନାରେ ଏକ ଅଣୁର ମାତ୍ରା ନିର୍ଣ୍ଣୟ କରିବାରେ ସାହାଯ୍ୟ କରେ | ଏହିପରି, ପରିମାଣାତ୍ମକ ବିଶ୍ଳେଷଣ (Quantitative Analysis) କରାଯାଇଥାଏ | ତେଣୁ, ରମଣ ରେଖା ଗୁଡ଼ିକର ଢାଞ୍ଚା (pattern) ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଆଣବିକ ପ୍ରଜାତିର ଲକ୍ଷଣ ଅଟେ, ଏବଂ ଏହାର ପ୍ରଗାଢ଼ତା ଆଲୋକ ପଥରେ କରୁଥିବା ଅଣୁଗୁଡ଼ିକର ସଂଖ୍ୟା ସହିତ ସମାନୁପାତି | ତେଣୁ, ରାସାୟନ ଏବଂ କଠିନ ପଦାର୍ଥ ଗୁଡ଼ିକର ଗୁଣାତ୍ମକ ଏବଂ ପରିମାଣାତ୍ମକ ବିଶ୍ଳେଷଣରେ ରମଣ ବର୍ଣ୍ଣାଳୀବୀକ୍ଷଣ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ | କଠିନ ପଦାର୍ଥ ରେ ରମଣ ବର୍ଣ୍ଣାଳୀବୀକ୍ଷଣ ସ୍ଫଟିକୀୟ ଆଭିମୁଖ୍ୟର ନିର୍ଣ୍ଣୟ (determining crystallographic orientation) କରିବାରେ ମଧ୍ୟ ଉପଯୋଗୀ ହୁଏ | ଜୀବ ଏବଂ ମାନବ ପେଶୀ (tissue) ପରି ଅତ୍ୟଧିକ ଜଟିଳ ସାମଗ୍ରୀ ମଧ୍ୟ ରମଣ ବର୍ଣ୍ଣାଳୀବୀକ୍ଷଣ ବ୍ୟବହାର କରି ବିଶ୍ଳେଷଣ କରାଯାଇପାରେ |
ରମଣ ପ୍ରଭାବର ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ପ୍ରୟୋଗ :
ସିଭିରମଣଙ୍କ ଜୀବନୀ (Biography of C. V. RAMAN)
Creator: 2001 SNOWBOUND, Credit: OSA Photo Archive Copyright: OSA Photo Archive |
୧୯୨୧ ମସିହାରେ, ରମଣ ଅକ୍ସଫୋର୍ଡ (Oxford) କୁ ଏକ ବକ୍ତୃତା ପ୍ରଦାନ କରିବାକୁ ବିଦେଶ ଯାଇଥିଲେ ଯାହା ଦ୍ୱାରା ସେ ସେତେବେଳେ ଜଣାଶୁଣା ହେଲେ ଏବଂ ଥମସନ୍ (Thomson) ଓ ରଦରଫୋର୍ଡ଼ (Rutherford) ଙ୍କ ପରି ମହାନ ବୈଜ୍ଞାନିକମାନଙ୍କ ସହ ଭାବ ବିନିମୟ କରିଥିଲେ। ତାଙ୍କର ଗବେଷଣାରେ ଭଲ ଅଗ୍ରଗତି ହେତୁ ସେ ୧୯୨୪ ମସିହାରେ ରୟାଲ ସୋସାଇଟି (Royal Society) ର ସଭ୍ୟ (Fellow) ଭାବରେ ନିର୍ବାଚିତ ହୋଇଥିଲେ। ସେହି ବର୍ଷ ସେ ଆମେରିକା ଗସ୍ତ କରିଥିଲେ ଏବଂ ନୋବେଲ ବିଜେତା (Nobel Laureate) ରବର୍ଟ ମିଲିକାନ (Robert Millikan) ଙ୍କ ନିମନ୍ତ୍ରଣ କ୍ରମେ କାଲିଫର୍ନିଆର ପ୍ରତିଷ୍ଠିତ ଇନଷ୍ଟିଚ୍ୟୁଟ ଅଫ ଟେକ୍ନୋଲୋଜି (California Institute of Technology) ରେ ୪ ମାସ ବିତାଇଥିଲେ । ଚମତ୍କାରୀ ଅନୁସନ୍ଧାନ କାର୍ଯ୍ୟ ବ୍ୟତୀତ ତାଙ୍କର ଗମ୍ଭୀର ସ୍ୱର, ମଜାଦାର ପ୍ରଦର୍ଶନ, ଚମତ୍କାର ବାକବିନ୍ୟାସ ଏବଂ ସମୃଦ୍ଧ ହାସ୍ୟ କାରଣରୁ ସେ ଭାରତ ତଥା ବିଦେଶରେ ଲୋକପ୍ରିୟ ହୋଇଥିଲେ |
୧୯୨୬ ମସିହାରେ, ସେ ଇଣ୍ଡିଆନ୍ ଜର୍ନାଲ୍ ଅଫ୍ ଫିଜିକ୍ସ (Indian Journal of Physics) ର ପ୍ରଥମ ସମ୍ପାଦକ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ ଆରମ୍ଭ କରିଥିଲେ | ଏହି ପତ୍ରିକାର ଦ୍ଵିତୀୟ ସଂସ୍କରଣରେ ସେ ତାଙ୍କର ପ୍ରବନ୍ଧ “A New Radiation” ପ୍ରକାଶ କରିଥିଲେ ଯାହାକି ରମଣ ପ୍ରଭାବ (Raman Effect) ବିଷୟରେ ଆଲୋକପାତ କରିଥିଲା | ତାଙ୍କର ଏହି ପ୍ରବନ୍ଧ "ନେଚର " (Nature) ରେ ମଧ୍ୟ ପ୍ରକାଶିତ ହୋଇଥିଲା | ତାଙ୍କର ଏହି ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଅନୁସନ୍ଧାନ ତାଙ୍କୁ ୧୯୩୦ ମସିହାରେ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନ ପାଇଁ ନୋବେଲ ପୁରସ୍କାର (Nobel Prize for Physics) ପ୍ରଦାନ କରିଥିଲା ଯାହା ଦ୍ୱାରା ସେ ବିଜ୍ଞାନରେ ନୋବେଲ ଜିତିବାରେ ପ୍ରଥମ ଏସୀୟ ହୋଇଥିଲେ।
୧୯୩୩ ମସିହାରେ, ରମଣ କଲିକତା ଛାଡି ବାଙ୍ଗାଲୋର ଯାଇ ଇଣ୍ଡିଆନ୍ ଇନଷ୍ଟିଚ୍ୟୁଟ୍ ଅଫ୍ ସାଇନ୍ସ (IISc - Indian Institute of Science) ର ନିର୍ଦ୍ଦେଶକ ହୋଇଥିଲେ, ଯାହା ବର୍ତ୍ତମାନ ଭାରତର ଏକ ପ୍ରମୁଖ ଅନୁସନ୍ଧାନ ପ୍ରତିଷ୍ଠାନ ଅଟେ | ୧୯୪୭ ମସିହାରେ ସେ ସ୍ୱାଧୀନ ଭାରତର ପ୍ରଥମ ଜାତୀୟ ପ୍ରଫେସର (National Professor) ଭାବରେ ନିଯୁକ୍ତ ହୋଇଥିଲେ। ୧୯୪୮ ମସିହାରେ, ସେ IISc ରୁ ଅବସର ନେବା ପରେ ବାଙ୍ଗାଲୋରରେ ରମଣ ଅନୁସନ୍ଧାନ ପ୍ରତିଷ୍ଠାନ (Raman Research Institute) ର ପ୍ରତିଷ୍ଠା କରିଥିଲେ | ୧୯୫୪ ମସିହାରେ ତାଙ୍କୁ ଭାରତ ରତ୍ନ ପ୍ରଦାନ କରାଯାଇଥିଲା। ସେ ରମଣ ଅନୁସନ୍ଧାନ ପ୍ରତିଷ୍ଠାନର ନିର୍ଦ୍ଦେଶକ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିଥିଲେ ଏବଂ ୧୯୭୦ ରେ ତାଙ୍କ ମୃତ୍ୟୁ ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ସେଠାରେ ଉଭୟ ଅନୁସନ୍ଧାନ ଏବଂ ଶିକ୍ଷାଦାନରେ ସକ୍ରିୟ ରହିଥିଲେ। ସେ ୨୧ ନଭେମ୍ବର ୧୯୭୦ ରେ ବାଙ୍ଗାଲୋରରେ ୮୨ ବର୍ଷ ବୟସରେ ଦେହ ତ୍ୟାଗ କରିଥିଲେ।
ଫେବୃଆରୀ ୨୮, ୧୯୨୮ ହେଉଛି ସେହି ଦିନ, ଯୋଉ ଦିନ ରମଣ ତାଙ୍କ ଛାତ୍ର ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନୀ କେ.ଏସ୍ କ୍ରିଷ୍ଣନ୍ (K. S. Krishnan) ଙ୍କ ସହ ରମଣ ପ୍ରଭାବ ଆବିଷ୍କାର କରିଥିଲେ ଯାହା ୨ ବର୍ଷ ପରେ ରମଣଙ୍କ ନୋବେଲର କାରଣ ହୋଇଗଲା। ତେଣୁ ସି.ଭି ରମଣ ରମଣ ପ୍ରଭାବ ଆବିଷ୍କାର କରିବାର ସମ୍ମାନରେ ଭାରତରେ ପ୍ରତିବର୍ଷ ୨୮ ଫେବୃଆରୀ ଜାତୀୟ ବିଜ୍ଞାନ ଦିବସ (National Science Day) ଭାବରେ ପାଳନ କରାଯାଏ |
ଆମେରିକୀୟ କେମିକାଲ୍ ସୋସାଇଟି (ଏ.ସି.ଏସ୍) (American Chemical Society - ACS) ଏବଂ ଇଣ୍ଡିଆନ୍ ଆସୋସିଏସନ୍ ଫର କଲ୍ଟିଭେସନ୍ ଅଫ୍ ସାଇନ୍ସ (IACS) ଡିସେମ୍ବର ୧୫, ୧୯୯୮ ରେ, କେବଳ ପଦାର୍ଥ ବିଜ୍ଞାନରେ ହିଁ ନୁହେଁ, ରାସାୟନିକ ବିଜ୍ଞାନ କ୍ଷେତ୍ରରେ ମଧ୍ୟ ଏହାର ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ବ୍ୟବହାର କାରଣରୁ ରମଣ ପ୍ରଭାବକୁ କଲିକତାର ଯାଦଭପୁରରେ ଅନ୍ତର୍ଜାତୀୟ ଐତିହାସିକ ରାସାୟନିକ ଲାଣ୍ଡମାର୍କ (International Historic Chemical Landmark) ଭାବେ ଉତ୍ସର୍ଗ କରିଥିଲେ।
- https://en.wikipedia.org/wiki/Raman_scattering
- https://www.britannica.com/science/Raman-effect
- https://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/ramaneffect.html
- https://www.osa-opn.org/home/articles/volume_20/issue_3/features/c_v_raman_and_the_raman_effect/
- https://en.wikipedia.org/wiki/C._V._Raman
Nicely written. Good job Mrunal and team
ReplyDelete