Raman: efecte i científic
1990/06/01 Barandiaran, Mariaje | Irazabalbeitia, Inaki - kimikaria eta zientzia-dibulgatzaileaElhuyar Fundazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria
Per a la majoria de nosaltres, l'Índia és un territori misteriós i exòtic, un poble de vaques sagrades i de filosofies curioses. Com totes les imatges i tòpics, l'esmentat reflecteix una part de la realitat de l'Índia, però alhora cobreix una altra part més gran. Aquests tòpics oculten que l'Índia és avui dia una gran potència científica, com és el cas dels polímers. Parlem d'un dels líders que va fer possible que l'Índia es convertís en una potència científica. A més de l'obtenció del Premi Nobel de Física (primer Premi Nobel de Ciències d'Àsia), Ran va treballar molt en l'impuls i foment de la ciència i la tecnologia a l'Índia.
Infància i joventut
Chandrasekhara Venkatarama va néixer el 7 de novembre de 1888 en el poblet de Tiruguanaikagual de l'estat indi de Tàmil Nadu. Era el segon de vuit fills. Chandraekhara era el nom del seu pare i Venkatarama respectivament. Més tard, ell va escriure el seu nom Venkata Raman, per la qual cosa tenim l'efecte Raman i no l'efecte Venkataramán.
La seva mare era Parvati Ammal, filla de la famosa família. El seu pare, Chandrasekhara Iyer, pertanyia a una família de propietaris i era professor de física i matemàtiques.
Ramón va rebre del seu pare les aficions de la ciència i la música. El seu pare va rebre l'educació bàsica a les escoles on era professor i va cursar els estudis universitaris en el Presidency College de Madras. Era un estudiant molt ràpid i en 1904, amb 16 anys, va aconseguir el nivell BA. 1.
Els seus professors li van recomanar que fos Anglaterra per a completar els seus estudis (els millors estudiants de l'Índia formaven el seu aprenentatge a Gran Bretanya en aquella època), però no va poder anar, ja que el metge li va dir que mataria el seu clima humit. Així que va continuar estudiant en el Presidency College fins a aconseguir el màster.
Durant aquests anys va treballar com a investigador i va aconseguir publicar dos artilukos en la prestigiosa revista The Philosophical Magazine (London). Va ser un gran succés. D'una banda, no era fàcil publicar sense ajuda un article en dos àmbits de la física sense complir els divuit anys. D'altra banda, la ciència no tenia molt bona situació a l'Índia i per exemple en el Presidency College no es feia recerca.
Raman va obtenir el màster al gener de 1907, quan tenia 18 anys. En realitzar tots els seus estudis sense sortir de l'Índia, era molt difícil trobar treball científic i els seus professors li van recomanar que fes un examen de funcionari per al Departament de Finances. Examina i s'emporta el primer lloc.
Calcuta
En contra dels costums que llavors estaven a l'Índia, ell va triar a la seva dona i va realitzar preparacions per a les seves noces. Es va casar amb Ammale Lokasundari, amb tretze anys i mig.
Els jovençans van ser a Calcuta al juny de 1907 i es va incorporar al Departament de Finances Raman. Un dia, de camí a casa, va veure la targeta The Indian Association for the Cultivation of Science penjada d'una porta. Va tocar la porta i li va obrir Ashuntosh Dey, el seu ajudant durant 25 anys. Davant els ulls de Ramón van aparèixer una aula plena de pols i un laboratori. A Raman se li van obrir les portes del cel quan el va veure, ja que veia com complir el seu somni d'investigar.
Quan va sol·licitar l'autorització per a realitzar la recerca, es van agafar els braços oberts i se li van lliurar les claus del laboratori. Raman va obrir una intensa labor de recerca i durant molts anys va ser una coneguda direcció per a científics, 210 Bowbazar Street.
Va treballar com a ruc. L'horari diari era el següent: a les 5,30 del matí anar a la Societat; a les 9,45 tornar a casa; banyar-se i desdejunar; després agafar un taxi i anar a treballar fins a les 5 de la tarda; de treball a l'Associació i treballar en ella fins a les 9,30 o 10. Els diumenges els passava íntegrament en el laboratori.
Raman porta deu anys treballant en el laboratori de l'Associació i durant aquest temps va publicar 30 articles en diferents revistes científiques. Es va dedicar principalment a la recerca del so.
Professor universitari
En 1917 li van oferir una càtedra de física en la universitat de Calcuta. A pesar que en el nou lloc guanyava només la cinquena part del que guanyava en el Departament de Finances, es va interessar per la càtedra oferta. En aquesta càtedra va exercir durant 16 anys.
En 1921 es va celebrar la reunió de les universitats de l'Imperi Britànic d'Oxford a Anglaterra i Raman va decidir assistir a ella. Aquest viatge va ser una fita en la seva carrera de recerca. Els majors científics britànics de l'època a Oxford (J.J. Thompson, E. Rutherford i W.H. Va conèixer a Bragg, entre altres. A Anglaterra va prendre la decisió de començar a treballar en la dispersió (dispersió) de la llum, i aquesta decisió va ser molt prudent perquè li va portar a descobrir l'efecte Raman.
Va començar a treballar en la nova línia de recerca en el seu viatge de tornada a l'Índia. En aquella època es pensava que el color blau de la mar era la causa de la reflexió del color de l'atmosfera. Raman va demostrar que el color blau de la mar es deu a la dispersió de la llum produïda per l'aigua mitjançant un senzill experiment realitzat en el vaixell que portava a l'Índia. El descobriment va ser enviat mitjançant un avís a la revista Nature. L'avís incloïa una adreça senzilla de relació postal: S. S. Narkunda, Port de Bombai.
Raman, per part seva, era bastant orgullós i, per exemple, quan va participar en la Royal Society de Londres, en la festa de felicitació que se li va fer a Calcuta, va dir que al cap de cinc anys s'emportaria el Premi Nobel. Va fallar per poc.
Efecte Raman
En tornar a l'Índia es va centrar en estudiar la dispersió de la llum. Fruit d'aquest treball van ser el gran nombre d'articles i el descobriment de l'efecte Raman. En 1928 realitza el seu enorme descobriment.
Raman és una dispersió (efecte) molt feble (veure quadre d'errònies) i difícil de veure. Actualment s'utilitzen fonts de llum fortes (làser), detectors molt sensibles i espectròmetres de molt bona òptica. Raman, no obstant això, va treballar amb eines molt senzilles i senzilles. La font de llum era el sol, l'espectròmetre en una versió de butxaca senzilla i el detector l'ull humà.
Així era l'experiment. La llum solar s'emmagatzemava mitjançant un heliostato situat en el sostre del laboratori i s'enfocava en una butllofa amb líquid incolor molt purificat. La llum abans d'arribar a la mostra es feia passar per un filtre que només permetia travessar la llum blava. En mirar la butllofa d'una banda, es veia el recorregut del raig de llum per la petjada blava deixada en el líquid. Si s'observava la llum provinent de la mostra a través d'un filtre que absorbeix la llum blava, la petjada blava desapareixia, però encara es veia una petjada de color molt subtil de major longitud d'ona.
Al llarg de diversos anys, Raman va pensar que aquesta petjada tan subtil era causada per alguna impuresa. No obstant això, dues coses convencen a Ramán de la seva incapacitat. D'una banda, es quedava en 80 líquids diferents molt purificats i seria molt sorprenent que la mateixa impuresa existís en tots ells. D'altra banda, la llum dispersa quan s'utilitzava la glicerina era verda i estava molt polaritzada.
Ramón va concloure que una part de la llum dispersa sofria una variació de la seva longitud d'ona durant el procés de dispersió.
El 27 de febrer de 1928, Raman va decidir veure la trajectòria de la llum a través d'un espectroscopi. Quan van preparar l'aparell el sol estava ocult i van haver d'abandonar el programa per a l'endemà. El 28 de febrer es va realitzar la primera observació de l'efecte Raman. Va observar la trajectòria de la llum a través de l'espectroscopi i sense utilitzar el segon filtre. La llum dispersa tenia un color blau de llum incident, però en l'espectre apareixia també una banda fosca. El mateix dia va decidir utilitzar una font de llum més forta que el sol. Per a això es va habilitar un arc de mercuri.
L'arc de mercuri genera una llum bastant forta i amb poques línies espectrals. Quan van utilitzar l'arc, l'espectre de la mostra de benzè mostrava una línia diferent a la de la llum incident. La llum canviava per tant per la longitud d'ona.
L'endemà va donar a conèixer el descobriment a través d'un periòdic de Calcuta. La difusió dels descobriments científics a través de la premsa no és, per tant, una cosa nova.
Premi Nobel
Va ser premiat en 1930 pel descobriment de l'efecte Raman, per la qual cosa immediatament després del seu descobriment. Aquesta situació no és habitual en el cas dels Premis Nobel. En conseqüència, aquesta immediatesa subratllava la importància del descobriment.
Una altra de les pinzellades de Ramón és aquesta. Els Premis Nobel s'anuncien normalment al novembre i es lliuren l'11 de desembre. El temps d'arribada marítima des de l'Índia a Europa era molt reduït, sobretot per la dificultat d'aconseguir bitllets. Aquest any, perquè estava segur que li anaven a donar el premi o, al juliol, va reservar els bitllets per a Europa.
Bangalo
A l'abril de 1933 va abandonar la universitat de Calcuta i es va incorporar com a director de l'Institut de Ciències Índies de Bangalore. En 1937 va ser obligat a abandonar la direcció, però com a professor va romandre allí fins a 1947.
Aquest mateix any va abandonar l'Institut i va fundar en Bangalo l'Institut Raman. Va haver de superar seriosos problemes econòmics, però d'allí i d'aquí va aconseguir diners per a posar en marxa la seva idea. No volia aconseguir diners del govern per a mantenir el seu institut, perquè pensava que podia dur a terme una recerca més independent. Per a fer front als problemes econòmics de l'institut, i seguint el consell d'un alumne seu, van crear un taller de fabricació de camises per a llums de querosè. Aquest taller mantenia l'institut amb els beneficis que obtenia.
Els últims anys de la seva vida van ser molt foscos. Es va tancar molt i va deixar relacions amb el món exterior. Finalment va morir el 21 de novembre de 1970 en Bangalo.
QUÈ ÉS L'EFECTE RAMAN?
L'efecte Raman és una particular dispersió de la llum. Per a veure l'efecte Raman o els espectres Raman, la mostra s'il·lumina amb llum monocromàtica forta i la llum dispersa és analitzada de manera perpendicular a la font. La intensitat de les línies de l'espectre Raman no supera el 0,01% de la de la font, la qual cosa fa difícil detectar i mesurar les línies Raman.
Els espectres Raman indiquen l'estat fonamental d'una molècula i les transicions energètiques entre els primers estats de vibració. És a dir, bàsicament l'efecte Raman i l'absorció infraroja tenen el mateix origen, per la qual cosa l'espectre Raman i l'espectre infraroig seran molt similars. No obstant això, hi ha diferències. L'absorció infraroja requereix que la manera de vibració d'una molècula estigui associat amb el canvi de distribució de dipol o de càrrega. L'efecte Raman no requereix aquesta redistribució i la polarització instantània en la deformació elàstica de la dispersió és la causa de l'emissió de radiació.
Fins a l'aparició del làser s'utilitzava com a font de llum un arc de mercuri d'alt corrent i baixa pressió. Actualment s'utilitzen làsers d'heli/neó.
Els espectres Raman s'utilitzen de la mateixa manera que els d'infraroig per a identificar l'estructura de les molècules. I és que, en general, cada molècula té un espectre especial. No obstant això, en el cas de molècules orgàniques complexes, els espectres Raman són menys característics i en aquests casos menys útils per a identificar molècules.
D'altra banda, l'espectroscòpia Raman té un avantatge notable respecte a l'infraroig. Els espectres Raman s'obtenen sense problemes en solució aquosa.
1.
En el sistema educatiu britànic, el nivell BA és el títol que s'obté després de tres anys en la universitat. Amb 5 anys s'obté el màster.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
