1、1,激光拉曼光谱,2,1. 概述,2. 方法原理,3. 仪器结构与原理,4. 发展,3,1. 概 述,散射光谱,分子振动与转动,与红外光谱类似 吸收光谱1,用于结构分析,C.V.Roman，the Indian physicist1930 Nobel Prize,4,拉曼散射效应的进展：拉曼散射效应是印度物理学家拉曼（C.V.Raman）于1928年首次发现的，本人也因此荣获1930年的诺贝尔物理学奖。19281940年，受到广泛的重视，曾是研究分子结构的主要手段。这是因为可见光分光技术和照相感光技术已经发展起来的缘故；19401960年，拉曼光谱的地位一落千丈。主要是因为拉曼效应太弱（约为入
2、射光强的10-6），并要求被测样品的体积必须足够大、无色、无尘埃、无荧光等等。所以到40年代中期，红外技术的进步和商品化更使拉曼光谱的应用一度衰落；1960年以后，激光技术的发展使拉曼技术得以复兴。由于激光束的高亮度、方向性和偏振性等优点，成为拉曼光谱的理想光源。随探测技术的改进和对被测样品要求的降低，目前在物理、化学、医药、工业等各个领域拉曼光谱得到了广泛的应用，越来越受研究者的重视。,5,2.1 瑞利散射与拉曼散射,光线通过试样，透射仍为主体 波长远小于粒径，小部分散射,散射：仅改变方向，波长不变。弹性碰撞无能量交换,瑞利散射不变,垂直方向观测，原波长两侧还有散射光 非弹性碰撞，有能量交换
3、，波长有变化,拉曼散射变,2. 方法原理,6,样 品 池,7,CCl4的拉曼光谱,Stocks lines,anti-Stockes lines,Rayleigh scattering,/cm-1,8,2.2 方法原理,受激虚态不稳定，很快(10-8s)跃回基态 大部分能量不变，小部分产生位移。,室温时处于基态振动能级的分子很少， Anti-stocke线也远少于stocks线。 温度升高，反斯托克斯线增加。,9,2.2 拉曼频移（Raman shift）,=| 0 s |, 即散射光频率与激发光频之差。 v取决于分子振动能级的改变，所以他是特征的。,适用于分子结构分析,与入射光波长无关,10
4、,2.3 拉曼光谱与分子极化率的关系,诱导偶极矩与外电场的强度之比为分子极化率 分子中两原子距离最大时，也最大 拉曼散射强度与极化率成正比例关系,分子在静电场E中，极化感应偶极距p,p E,为极化率,11,3. 仪器结构与原理,12,13,光子计数器的组成,14,15,激光器,40MW半导体激光器 532nm 频率高，拉曼光强大,试样室,发射透镜使激光聚焦在样品上 收集透镜使拉曼光聚焦在单色仪的入射狭缝,单色仪,仪器心脏 1个光栅，2个狭缝 减少杂散收光,16,4.1 共振拉曼光谱RRS,4 发展,激发频率等于或接近电子吸收带频率时共振拉曼强度增万至百万倍，高灵敏度，宜定量共振，高选择性可调染料激光器,4.2 表面增强拉曼光谱SERS,试样吸附在金属表面上，增103106表面与共振联用检测限1091012 mol/L,17,仪器使用中的注意事项,1.保证使用环境：具备暗室条件；无强震动源、无强电磁干扰；不可受阳光直射。2.光学器件表面有灰尘，不允许接触擦拭，可用气球小心吹掉。3.实验结束，首先取出样品，关断电源。4.注意激光器电源开、关机的顺序正好相反。,
