2017第六次课Raman光谱.PDF

6.5 拉曼光谱 6.5.1 拉曼光谱的基本原理  拉曼光谱的能级跃迁解释 共振Raman散射？ 用能级图表达所学到的光谱过程？ 2 拉曼散射概念  拉曼散射现象在实验上是1928年首先 由印度科学家拉曼(C.V.Raman) 发现 的，因此称为拉曼散射。  拉曼在研究液体和晶体内的散射时， 发现散射光中除了与入射光原有频率 ω相同的瑞利散射线外，谱线两侧还 0 有频率为ω ±ω,ω ±ω …等散射 0 1 0 2 线存在。 几个有意义的事实  从理论上论证实验结果类似康普顿效应 后，才下大决心改进实验,最终得以成 正果。  是在不能再简单的实验装置上获得的。  经过近7年努力，在60多种液体中观察 ，发表了一系列论文。 1930年Raman获得诺贝尔物理学奖 “for his work on the scattering of light and for the discovery of the effect named after him” 量子物理解释 入射光子、散射光子和准粒子(如声子)构成一个体系； 散射过程： 消灭一个入射光子、产生一个散射光子同时一个准粒子 不变~瑞利 产生~斯托克斯 消灭~反斯托克斯 几点说明 (1) 激发光能量，高于振动能级能量，低于电子能级能量，并 远离分析物的紫外-可见吸收峰 (2) 散射线的强度，瑞利线斯托克斯线反斯托克斯线 激发光波长越短灵敏度越高 4 2 (v − ∆v)  ∂α  I v − ∆v − h∆v I Raman KI 0   Anti − Stokes 4 kT h∆v   kT   ∂Q  ≈ ( ) e µ∆v e − 1  I v + ∆v   Stokes   (3) 斯托克斯线与反斯托克斯线对称分布 (4) 拉曼位移，相对于入射光频率的频移与分子振动能级相关 四氯化碳的拉曼光谱 ANTI-STOKES STOKES Rayleigh ν0 - ∆ν ν0 ν0 + ∆ν 在每条原始入射谱线（频率ω ）两旁都伴有频率 0 差相等的散射谱线 在长波一侧的（频率为ω －ω ）称为红伴线或斯 0 j 托克斯线 在短波一侧的（频率为ω ＋ω ）称为紫伴线或反 0 j 斯托克斯线 Near IR