【摘要】 拉曼光谱(Raman spectra) ,是一种散射光谱,也是一种振动光谱技术。
拉曼光谱是什么?从拉曼光谱中我们可以获取什么信息?
拉曼光谱(Raman spectra) ,是一种散射光谱,也是一种振动光谱技术。光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射,弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分,非弹性的散射光有比激发光波长长的和短的成分,统称为拉曼效应。对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息,并应用于分子结构研究的一种分析方法。拉曼光谱不是观察光的吸收,而是观察光的非弹性散射。
定性的信息:物质鉴定、结构、晶型、结晶度
定量的信息:可以通过光谱矫正,得到应力大小和浓度分布。
如:拉曼位移取决于分子振动能级变化,不同的化学键或基态有不同的振动方式,决定了其能级间的能量变化,因此与之对应的拉曼位移是特征的;拉曼位移也与晶格振动有关,可研究晶体材料的结构特征。
拉曼光谱原理是什么?
瑞利散射:当用一定频率的激发光照射分子时,一部分散射光的频率和入射光的频率相等。这种散射是分子对光子的一种弹性散射。只有分子和光子间的碰撞为弹性碰撞,没有能量交换时,才会出现的散射。拉曼散射:则是另一部分散射光的频率和激发光的频率不等的光子发生的散射。Raman散射的几率极小,最强的Raman散射也仅占整个散射光的千分之几,而最弱的甚至小于万分之一。
设散射物分子原来处于基态。当受到入射光照射时,激发光与此分子作用引起极化可以看做是虚的吸收,表述为电子跃迁到虚态,虚能级上的电子则立即跃迁到下能级而发光,即为散射光。跃迁后分子回到原来所处的基态,则为瑞利散射;分子跃迁后不能回到原来所处的基态,而落到另一较高能级并发射光子,这个发射的新光子的能量小于入射光子能量,而发射光子和新光子频率差△v就是拉曼光谱谱线。由于拉曼位移△v只取决于散射分子的结构,而与入射光频率无关,所以拉曼光谱可以作为分子振动能级的指纹光谱。
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