近代物理实验激光拉曼实验参照.pdfVIP

深 圳 大 学 实 验 报 告 课程名称： 近代物理实验 实验名称： 学院： 专业： 班级： 组号： 指导教师： 报告人： 学号： 实验地点 实验时间： 年 月 日 星期 实验报告提交时间： 1 一、实验目的 1、使学生了解拉曼光谱，掌握测试物质组分新技术； 2、采用对照标准谱和不同物质谱，熟悉波速测量，提高专业仪器操作调整技能和细微差 异辨析能力。 二、实验原理： 1、当波束为 0 的单色光入射到介质上时，除了被介质吸收、反射和透射外，总会有一部 分被散射。按散射光相对于入射光波数的改变情况，可将散射光分为三类：第一类，其波数基 5 1 1 本不变或变化小于 10 cm ，这类散射称为瑞利散射；第二类，其波数变化大约为 0.1cm ， 1 称为布利源散射；第三类是波数变化大于 1cm 的散射，称为拉曼散射；从散射光的强度看， 瑞利散射最强，拉曼散射最弱。 在经典理论中，拉曼散射可以看作入射光的电磁波使原子或分子电极化以后所产生的，因为原 子和分子都是可以极化的，因而产生瑞利散射，因为极化率又随着分子内部的运动（转动、振 动等）而变化，所以产生拉曼散射。 2 光子的散射是个吸收和再发射的复合过程 .散射物质会从入射光子吸收部分能量 ,或把自身 的部分能量加到入射光子身上去 ,再发射的光子便与原光子不相干 ,且形成新的谱结构。 补充说明： 第一 ,在 vR10 cmˉ1的范围内 ,低分辨率的谱仪很难把瑞利线扣得足够低 ,需用高分辨率的法 布里 -珀罗干涉仪 ,又 ,引起在这区段散射谱的不是分子振动和转动 ,主要的是凝聚态内振动的声 频支 ,这是 1922 年由布里渊提出的概念，因此这一谱段的散射被称为 布里渊散射 , 与拉曼散射 不同。 第二 ,与简单的线性拉曼效应对应的还有各种非线性的拉曼效应 ,如共振拉曼散射、超拉曼散 射、受激拉曼散射、相干反斯托拉克拉曼散射 所谓 非线性 , 即初始的动因导致次级动因以 至多级连动因果效应。 如共振拉曼效应 :激发光频率本身即与受激发的物质的固有发射频率相合 或相近 ,外激发引起内共振吸收 ,再发射有二级动因加强。又如超拉曼效应 :既已受一个外光子激 发了的分子再接受第二个同样光子的激发。 拉曼散射的量子解释 拉曼散射光强度随频率的分布构成的光谱称为拉曼光谱。由于拉曼散射光的强度很弱 ,有的 只是入射光的 10 ˉ6-10 ˉ7,因此要求用强度大且单色性好的光源 ,及高灵敏的探测器。激光可以产 生一个窄的 ,单色的光，作为入射光源可以聚焦在很小的样品上。 拉曼散射的过程可以看作是光子和分子的非弹性散射 ,当光子射在分子上 ,和分子发生了相 互作用 .分子的量子态可能改变或保持不变 .如果量子态没有变化 ,则散射光子与入射光子有相同 的能量 ,就会出现在瑞利线中