Raman: efecto e científico
1990/06/01 Barandiaran, Mariaje | Irazabalbeitia, Inaki - kimikaria eta zientzia-dibulgatzaileaElhuyar Fundazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria
Paira a maioría de nós, a India é un territorio misterioso e exótico, un pobo de vacas sacras e de filosofías curiosas. Como todas as imaxes e tópicos, o mencionado reflicte una parte da realidade da India, pero á vez cobre outra parte máis grande. Estes tópicos ocultan que a India é hoxe en día una gran potencia científica, como é o caso dos polímeros. Falamos dun dos líderes que fixo posible que a India se convertese nunha potencia científica. Ademais da obtención do Premio Nobel de Física (primeiro Premio Nobel de Ciencias de Asia), Ran traballou moito no impulso e fomento da ciencia e a tecnoloxía na India.
Infancia e mocidade
Chandrasekhara Venkatarama naceu o 7 de novembro de 1888 na aldeíña de Tiruguanaikagual do estado indio de Tamil Nadu. Era o segundo de oito fillos. Chandraekhara era o nome do seu pai e Venkatarama respectivamente. Máis tarde, el escribiu o seu nome Venkata Raman, polo que temos o efecto Raman e non o efecto Venkataramán.
A súa nai era Parvati Ammal, filla da famosa familia. O seu pai, Chandrasekhara Iyer, pertencía a unha familia de propietarios e era profesor de física e matemáticas.
Ramón recibiu do seu pai as afeccións da ciencia e a música. O seu pai recibiu a educación básica nas escolas onde era profesor e cursou os estudos universitarios no Presidency College de Madras. Era un estudante moi rápido e en 1904, con 16 anos, conseguiu o nivel BA. 1.
Os seus profesores recomendáronlle que fose Inglaterra paira completar os seus estudos (os mellores estudantes da India formaban a súa aprendizaxe en Gran Bretaña naquela época), pero non puido ir, xa que o médico díxolle que mataría o seu clima húmido. Así que seguiu estudando no Presidency College até conseguir o máster.
Durante eses anos traballou como investigador e conseguiu publicar dous artilukos na prestixiosa revista The Philosophical Magazine (London). Foi un gran suceso. Por unha banda, non era fácil publicar sen axuda un artigo en dous ámbitos da física sen cumprir o dezaoito anos. Doutra banda, a ciencia non tiña moi boa situación na India e por exemplo no Presidency College non se facía investigación.
Raman obtivo o máster en xaneiro de 1907, cando tiña 18 anos. Ao realizar todos os seus estudos sen saír da India, era moi difícil atopar traballo científico e os seus profesores recomendáronlle que fixese un exame de funcionario paira o Departamento de Finanzas. Examina e leva o primeiro posto.
Calcuta
En contra dos costumes que entón estaban na India, el elixiu á súa muller e realizou preparacións paira a súa voda. casou con Ammale Lokasundari, con trece anos e medio.
Os recentemente casados foron a Calcuta en xuño de 1907 e incorporouse ao Departamento de Finanzas Raman. Un día, de camiño a casa, viu o cartón The Indian Association for the Cultivation of Science colgada dunha porta. Tocou a porta e abriulle Ashuntosh Dey, o seu axudante durante 25 anos. Ante os ollos de Ramón apareceron unha aula enche de po e un laboratorio. A Raman abríronselle as portas do ceo cando o viu, xa que vía como cumprir o seu soño de investigar.
Cando solicitou a autorización paira realizar a investigación, colléronse os brazos abertos e entregáronselle as chaves do laboratorio. Raman abriu una intenso labor de investigación e durante moitos anos foi una coñecida dirección paira científicos, 210 Bowbazar Street.
Traballou como burricán. O horario diario era o seguinte: ás 5,30 da mañá ir á Sociedade; ás 9,45 regresar a casa; bañarse e almorzar; despois coller un taxi e ir traballar até as 5 da tarde; de traballo á Asociación e traballar nela até as 9,30 ou 10. Os domingos pasábaos integramente no laboratorio.
Raman leva dez anos traballando no laboratorio da Asociación e durante ese tempo publicou 30 artigos en diferentes revistas científicas. Dedicouse principalmente á investigación do son.
Profesor universitario
En 1917 ofrecéronlle una cátedra de física na universidade de Calcuta. A pesar de que no novo posto gañaba só a quinta parte do que gañaba no Departamento de Finanzas, interesouse pola cátedra ofertada. Nesa cátedra exerceu durante 16 anos.
En 1921 celebrouse a reunión das universidades do Imperio Británico de Oxford en Inglaterra e Raman decidiu asistir a ela. Esta viaxe foi un fito na súa carreira de investigación. Os maiores científicos británicos da época en Oxford (J.J. Thompson, E. Rutherford e W.H. Coñeceu a Bragg, entre outros. En Inglaterra tomou a decisión de empezar a traballar na dispersión (dispersión) da luz, e esa decisión foi moi prudente porque lle levou a descubrir o efecto Raman.
Comezou a traballar na nova liña de investigación na súa viaxe de volta á India. Naquela época pensábase que a cor azul do mar era a causa da reflexión da cor da atmosfera. Raman demostrou que a cor azul do mar débese á dispersión da luz producida pola auga mediante un sinxelo experimento realizado no barco que levaba á India. O descubrimento foi enviado mediante un aviso á revista Nature. O aviso incluía una dirección sinxela de relación postal: S.S. Narkunda, Porto de Bombai.
Raman, pola súa banda, era bastante orgulloso e, por exemplo, cando participou na Royal Society de Londres, na festa de felicitación que se lle fixo en Calcuta, dixo que ao cabo de cinco anos levaría o Premio Nobel. Fallou por pouco.
Efecto Raman
Ao regresar á India centrouse en estudar a dispersión da luz. Froito deste traballo foron o gran número de artigos e o descubrimento do efecto Raman. En 1928 realiza o seu enorme descubrimento.
Raman é una dispersión (efecto) moi débil (ver cadro de erróneas) e difícil de ver. Actualmente utilízanse fontes de luz fortes (láser), detectores moi sensibles e espectrómetros de moi boa óptica. Raman, con todo, traballou con ferramentas moi sinxelas e sinxelas. A fonte de luz era o sol, o espectrómetro nunha versión de peto sinxela e o detector o ollo humano.
Así era o experimento. A luz solar almacenábase mediante un heliostato situado no teito do laboratorio e enfocábase nunha bocha con líquido incoloro moi purificado. A luz antes de chegar á mostra facíase pasar por un filtro que só permitía atravesar a luz azul. Ao mirar a bocha por unha banda, víase o percorrido do raio de luz pola pegada azul deixada no líquido. Se se observaba a luz proveniente da mostra a través dun filtro que absorbe a luz azul, a pegada azul desaparecía, pero aínda se vía una pegada de cor moi sutil de maior lonxitude de onda.
Ao longo de varios anos, Raman pensou que esa pegada tan sutil era causada por algunha impureza. Con todo, dúas cousas convencen a Ramán da súa incapacidade. Por unha banda, quedaba en 80 líquidos diferentes moi purificados e sería moi sorprendente que a mesma impureza existise en todos eles. Por outra banda, a luz dispersa cando se utilizaba a glicerina era verde e estaba moi polarizada.
Ramón concluíu que una parte da luz dispersa sufría una variación da súa lonxitude de onda durante o proceso de dispersión.
O 27 de febreiro de 1928, Raman decidiu ver a traxectoria da luz a través dun espectroscopio. Cando prepararon o aparello o sol estaba oculto e tiveron que abandonar o programa paira o día seguinte. O 28 de febreiro realizouse a primeira observación do efecto Raman. Observou a traxectoria da luz a través do espectroscopio e sen utilizar o segundo filtro. A luz dispersa tiña unha cor azul de luz incidente, pero no espectro aparecía tamén una banda escura. O mesmo día decidiu utilizar una fonte de luz máis forte que o sol. Paira iso habilitouse un arco de mercurio.
O arco de mercurio xera una luz bastante forte e con poucas liñas espectrales. Cando utilizaron o arco, o espectro da mostra de benceno mostraba una liña diferente á da luz incidente. A luz cambiaba por tanto pola lonxitude de onda.
Ao día seguinte deu a coñecer o descubrimento a través dun xornal de Calcuta. A difusión dos descubrimentos científicos a través da prensa non é, por tanto, algo novo.
Premio Nobel
Foi premiado en 1930 polo descubrimento do efecto Raman, polo que inmediatamente despois do seu descubrimento. Esta situación non é habitual no caso dos Premios Nobel. En consecuencia, esta inmediatez subliñaba a importancia do descubrimento.
Outra das pinceladas de Ramón é esta. Os Premios Nobel anúncianse normalmente en novembro e entréganse o 11 de decembro. O tempo de chegada marítima desde a India a Europa era moi reducido, sobre todo pola dificultade de conseguir billetes. Ese ano, porque estaba seguro de que lle ían a dar o premio ou, en xullo, reservou os billetes paira Europa.
Bangalo
En abril de 1933 abandonou a universidade de Calcuta e incorporouse como director do Instituto de Ciencias Indias de Bangalore. En 1937 foi obrigado a abandonar a dirección, pero como profesor permaneceu alí até 1947.
Ese mesmo ano abandonou o Instituto e fundou en Bangalo o Instituto Raman. Tivo que superar serios problemas económicos, pero de alí e de aquí conseguiu diñeiro paira pór en marcha a súa idea. Non quería conseguir diñeiro do goberno paira manter o seu instituto, porque pensaba que podía levar a cabo una investigación máis independente. Paira facer fronte aos problemas económicos do instituto, e seguindo o consello dun alumno seu, crearon un taller de fabricación de camisas paira lámpadas de queroseno. Este taller mantiña o instituto cos beneficios que obtiña.
Os últimos anos da súa vida foron moi escuros. Pechouse moito e deixou relacións co mundo exterior. Finalmente faleceu o 21 de novembro de 1970 en Bangalo.
QUE É O EFECTO RAMAN?
O efecto Raman é una particular dispersión da luz. Paira ver o efecto Raman ou os espectros Raman, a mostra ilumínase con luz monocromática forte e a luz dispersa é analizada de forma perpendicular á fonte. A intensidade das liñas do espectro Raman non supera o 0,01% da da fonte, o que fai difícil detectar e medir as liñas Raman.
Os espectros Raman indican o estado fundamental dunha molécula e as transicións enerxéticas entre os primeiros estados de vibración. É dicir, basicamente o efecto Raman e a absorción infravermella teñen o mesmo orixe, polo que o espectro Raman e o espectro infravermello serán moi similares. Con todo, hai diferenzas. A absorción infravermella require que o modo de vibración dunha molécula estea asociado co cambio de distribución de dipolo ou de carga. O efecto Raman non require esta redistribución e a polarización instantánea na deformación elástica da dispersión é a causa da emisión de radiación.
Até a aparición do láser utilizábase como fonte de luz un arco de mercurio de alta corrente e baixa presión. Actualmente utilízanse láseres de helio/neón.
Os espectros Raman utilízanse da mesma maneira que os de infravermello paira identificar a estrutura das moléculas. E é que, en xeral, cada molécula ten un espectro especial. Con todo, no caso de moléculas orgánicas complexas, os espectros Raman son menos característicos e nestes casos menos útiles paira identificar moléculas.
Doutra banda, a espectroscopia Raman ten una vantaxe notable respecto ao infravermello. Os espectros Raman obtéñense sen problemas en solución acuosa.
1.
No sistema educativo británico, o nivel BA é o título que se obtén tras tres anos na universidade. Con 5 anos obtense o máster.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
