Kai šviesa sklinda per kietą, skystą ar dujinę medžiagą, dalis šviesos bus išsklaidyta ir skleis kryptimis, kurios skiriasi nuo įeinančios šviesos. Didžioji dalis išsklaidytos šviesos išsaugos savo pradinį dažnį – tai žinoma kaip elastinga sklaida, pavyzdžiui, Rayleigh sklaida. Mažos dalies išsklaidytos šviesos dažnis bus mažesnis nei įeinančios šviesos, o dar mažesnė dalis turės didesnį dažnį – tai žinoma kaip neelastinga sklaida. Ramano sklaida yra neelastingos sklaidos forma ir pavadinta Chandrasekkaros Venkata Ramano vardu, kuris 1930 m. gavo Nobelio premiją už savo darbą šia tema.
Nors sklaida gali būti laikoma šviesa, tiesiog atsispindinčia nuo mažų dalelių, realybė yra sudėtingesnė. Kai elektromagnetinė spinduliuotė, kurios rūšis yra šviesa, sąveikauja su molekule, ji gali iškreipti molekulės elektronų debesies formą; tai, kiek tai įvyksta, žinoma kaip molekulės poliarizacija ir priklauso nuo molekulės struktūros bei ryšių tarp jos atomų pobūdžio. Po sąveikos su šviesos fotonu elektronų debesies forma gali svyruoti dažniu, susijusiu su įeinančio fotono dažniu. Dėl šio svyravimo molekulė savo ruožtu išspinduliuoja naują fotoną tokiu pat dažniu, todėl atsiranda elastinga arba Rayleigh sklaida. Rayleigh ir Ramano sklaidos mastas priklauso nuo molekulės poliarizacijos.
Molekulės taip pat gali vibruoti, o ryšių ilgiai tarp atomų periodiškai didėja arba sumažėja 10%. Jei molekulė yra žemiausios vibracijos būsenoje, kartais gaunamas fotonas pastūmės ją į aukštesnės vibracijos būseną, proceso metu prarasdamas energiją ir dėl to išspinduliuotas fotonas turi mažiau energijos, taigi ir žemesnio dažnio. Rečiau molekulė jau gali būti virš žemiausios vibracijos būsenos, tokiu atveju įeinantis fotonas gali priversti ją grįžti į žemesnę būseną, įgydamas energijos, kuri išspinduliuojama kaip aukštesnio dažnio fotonas.
Ši žemesnio ir aukštesnio dažnio fotonų emisija yra neelastingos sklaidos forma, žinoma kaip Ramano sklaida. Jei analizuojamas išsklaidytos šviesos spektras, jis parodys liniją įeinančiame dažnyje dėl Rayleigh sklaidos, su mažesnėmis linijomis žemesniais dažniais ir dar mažesnėmis linijomis aukštesniuose dažniuose. Šios žemesnio ir aukštesnio dažnio linijos, atitinkamai žinomos kaip Stokso ir anti-Stokes linijos, atsiranda tais pačiais intervalais nuo Rayleigh linijos, o bendras modelis būdingas Ramano sklaidai.
Kadangi dažnio intervalai, kuriais atsiranda Stokso ir anti-Stokso linijos, priklauso nuo molekulių, su kuriomis sąveikauja šviesa, tipų, Ramano sklaida gali būti naudojama medžiagos pavyzdžio, pavyzdžiui, mineralų, esančių gabale, sudėčiai nustatyti. roko. Šis metodas žinomas kaip Ramano spektroskopija, o kaip šviesos šaltinis paprastai naudojamas monochromatinis lazeris. Konkrečios molekulės sukurs unikalų Stokso ir Anti-Stokes linijų modelį, leidžiantį jas identifikuoti.