拉曼光谱（一） 向斌 中科大材料工程系
拉曼光谱(一) 向 斌 中科大材料工程系
主要参考书 1朱自莹、顾仁敖、陆天虹，拉曼光谱在化学中的应用。 沈阳：东北大学出版社，1998。 2方容川，固体光谱学. 中国科学技术大学出版社，2001。 3程光煦，拉曼布里渊散射一原理及应用 北京：科学出版社，2001。 4张光寅，蓝国祥，王玉芳， 晶格振动光谱学，（第二版）2001。 5张明生 激光光散射谱学科学出版社，2008 6吴国祯 拉曼谱学峰强中的信息、 科学出版社，2007
主要参考书 4 张光寅，蓝国祥，王玉芳， 晶格振动光谱学，（第二版）2001。 1 朱自莹、顾仁敖、陆天虹，拉曼光谱在化学中的应用。 沈阳：东北大学出版社，1998。 2 方容川，固体光谱学. 中国科学技术大学出版社，2001。 3 程光煦，拉曼 布里渊散射—原理及应用 北京：科学出版社，2001。 5 张明生 激光光散射谱学 科学出版社, 2008 6 吴国祯 拉曼谱学-峰强中的信息 科学出版社, 2007
拉曼光清的发现 19纪8年，印度物理学家拉曼（乙hwd发现当光 与分子相互作用后，一部分光的波长会发生改变（额 色发生变化)，通过对这些额色发生变化的散射光的 研完，可以得到分子结构信息，因此这种致应命名 为Raman敦应。并因此他于1930年获诺贝尔物理学奖。 C.V.Raman an Indian Physicist
拉曼光谱的发现 C.V. Raman an Indian Physicist 1928年，印度物理学家拉曼(C.V. Raman) 发现当光 与分子相互作用后，一部分光的波长会发生改变(颜 色发生变化)，通过对这些颜色发生变化的散射光的 研究，可以得到分子结构信息，因此这种效应命名 为Raman效应。并因此他于1930年获诺贝尔物理学奖
SP
显微镜 拉曼滤光 狭缝 光摄 CCD检测器 样品 00 扩束器 激光 拉曼光谱仪光路图
2
CCI PM 00 @stokes FT-Raman spectrometer
w0 wStokes CCD-Camera PM FT-Raman spectrometer
·光是一种电磁波，具有波粒二象性 光量子（即光子）的能量与电磁辐射的频率有关，其数学表达式为： E=hv 式中， E-辐射的光量子的能量，J h-普朗克常数，6.63*1034J·s v-辐射的光量子的频率，Hz 若用波长表示，则光子的能量与其波长的关系的数学表达式为： E=hy=hc/λ 式中， E,h,v,同上 c-光速，3*108m/s 入-辐射的光量子的波长，m
• 光是一种电磁波，具有波粒二象性 • 光量子（即光子）的能量与电磁辐射的频率有关，其数学表达式为： 式中， E – 辐射的光量子的能量， J h – 普朗克常数，6.63*10-34 J · s v – 辐射的光量子的频率， Hz E = h • 若用波长表示，则光子的能量与其波长的关系的数学表达式为： E = h = hc / 式中， E，h，v，同上 c – 光速，3*108 m/s λ – 辐射的光量子的波长， m
1.拉曼光谱原理 ◆光是电磁辐射，其作用于物质，光子与物质分子发生碰撞时，产生散射光。 ◆当一束频率为V,的单色光照射到样品上后，分子可以使入射光发生散射。大部分光只是改变方向发 生散射，而光的频率仍与激发光的频率相同，弹性碰撞，这种散射称为瑞利散射。 ◆约占总散射光强度的106~1010的散射，不仅改变了光的传播方向，而且散射光的频率也改变了， 不同于激发光的频率，非弹性碰撞，称为拉曼散射。 ◆拉曼散射中频率减少的称为斯托克斯散射，频率增加的散射称为反斯托克斯散射，斯托克斯散射 通常要比反斯托克斯散射强得多，拉曼光谱仪通常测定的大多是斯托克斯散射，也统称为拉曼散 射。 ◆散射光与入射光之间的频率差V称为拉曼位移，拉曼位移与入射光频率无关，它只与散射分子本 身的结构有关。 ◆拉曼散射是由于分子极化率的改变而产生的。 ◆拉曼位移取决于分子振动能级的变化，不同化学键或基团有特征的分子振动，△E反映了指定能级 的变化，因此与之对应的拉曼位移也是特征的。这是拉曼光谱可以作为分子结构定性分析的依据
1. 拉曼光谱原理 ◆ 光是电磁辐射，其作用于物质，光子与物质分子发生碰撞时，产生散射光。 ◆ 当一束频率为V0的单色光照射到样品上后，分子可以使入射光发生散射。大部分光只是改变方向发 生散射，而光的频率仍与激发光的频率相同，弹性碰撞，这种散射称为瑞利散射。 ◆ 约占总散射光强度的 10-6～10-10的散射，不仅改变了光的传播方向，而且散射光的频率也改变了， 不同于激发光的频率，非弹性碰撞，称为拉曼散射。 ◆ 拉曼散射中频率减少的称为斯托克斯散射，频率增加的散射称为反斯托克斯散射，斯托克斯散射 通常要比反斯托克斯散射强得多，拉曼光谱仪通常测定的大多是斯托克斯散射，也统称为拉曼散 射。 ◆ 散射光与入射光之间的频率差V称为拉曼位移，拉曼位移与入射光频率无关，它只与散射分子本 身的结构有关。 ◆ 拉曼散射是由于分子极化率的改变而产生的。 ◆ 拉曼位移取决于分子振动能级的变化，不同化学键或基团有特征的分子振动，ΔE反映了指定能级 的变化，因此与之对应的拉曼位移也是特征的。这是拉曼光谱可以作为分子结构定性分析的依据