思考题和习题解答 4.拉曼光谱与红外光谱有什么关系,有什么区别。 解:拉曼光谱产生的原因与分子的振转光谱不同。后者是振动、转 动能级的跃迁;前者则类似于散射。但它是一种非弹性散射,吸收与发 射的能量有差异,而这种差异与振动、转动的能级跃迁相当,因而与后 者起着异曲同工的妙用。由于拉曼光谱类似散射,因此主要决定于分子 在光的作用下被诱导极化的能力,与分子本身有无电偶极矩无关。而红 外光谱(振动光谱)只有当振动和转动状态的变化伴随着电偶极矩变化 时才能发生。因此一些没有电偶极矩变化无红外活性的振动和转动,可 以用拉曼光谱来进行研究 5.荧光、磷光、激光产生的机理是什么,有哪些特点。 解:当分子吸收紫外光后处在某电子激发态时,可以按弗兰克一康 顿原理降至电子基态的某振动能级,所失去的能量转化成电磁辐射即为 荧光。当入射光停止后,荧光也随之停止。 当分子吸收紫外光后处在某单重态的电子激发态时,从高振动能级 向低振动能级变化中,可能通过自旋-轨道偶合转变为某激发态的三重 态,进而能级不断降低到三重态的基态,并且可以通过自旋一轨道偶合 作用转变到单重态的电子基态上,随此过程放出的电磁辐射就是磷光。 由于这种转变过程很慢,所以磷光是滞后的,在入射光停止后的几秒或 不到一秒的时间内产生,甚至延长数小时 荧光和磷光是自发发射过程,激光则是受激发射的。处于激发态的 分子受电磁辐射作用,向低能级跃迁,产生辐射,这种辐射的频率、方 向、相位以及偏振态与激发它的电磁辐射完全相同,但强度却增大。这 种激发作用通过工作介质,经往复反射后,形成一束强度很大方向集中 的光束,即为激光。 6.光电子能谱与分子光谱的机理有什么区别。 解:分子光谱是由分子内各种运动形式如转动、振动以及电子运动 的能级跃迁,相应吸收和发射电磁辐射所致,其辐射能量对应于能级间 的能量差。光电子能谱是用强光源将分子内价电子或内层电子轰击出·180· 思考题和习题解答 4. 拉曼光谱与红外光谱有什么关系，有什么区别。 解：拉曼光谱产生的原因与分子的振转光谱不同。后者是振动、转 动能级的跃迁；前者则类似于散射。但它是一种非弹性散射，吸收与发 射的能量有差异，而这种差异与振动、转动的能级跃迁相当，因而与后 者起着异曲同工的妙用。由于拉曼光谱类似散射，因此主要决定于分子 在光的作用下被诱导极化的能力，与分子本身有无电偶极矩无关。而红 外光谱（振动光谱）只有当振动和转动状态的变化伴随着电偶极矩变化 时才能发生。因此一些没有电偶极矩变化无红外活性的振动和转动，可 以用拉曼光谱来进行研究。 5. 荧光、磷光、激光产生的机理是什么，有哪些特点。 解：当分子吸收紫外光后处在某电子激发态时，可以按弗兰克–康 顿原理降至电子基态的某振动能级，所失去的能量转化成电磁辐射即为 荧光。当入射光停止后，荧光也随之停止。 当分子吸收紫外光后处在某单重态的电子激发态时，从高振动能级 向低振动能级变化中，可能通过自旋–轨道偶合转变为某激发态的三重 态，进而能级不断降低到三重态的基态，并且可以通过自旋–轨道偶合 作用转变到单重态的电子基态上，随此过程放出的电磁辐射就是磷光。 由于这种转变过程很慢，所以磷光是滞后的，在入射光停止后的几秒或 不到一秒的时间内产生，甚至延长数小时。 荧光和磷光是自发发射过程，激光则是受激发射的。处于激发态的 分子受电磁辐射作用，向低能级跃迁，产生辐射，这种辐射的频率、方 向、相位以及偏振态与激发它的电磁辐射完全相同，但强度却增大。这 种激发作用通过工作介质，经往复反射后，形成一束强度很大方向集中 的光束，即为激光。 6. 光电子能谱与分子光谱的机理有什么区别。 解：分子光谱是由分子内各种运动形式如转动、振动以及电子运动 的能级跃迁，相应吸收和发射电磁辐射所致，其辐射能量对应于能级间 的能量差。光电子能谱是用强光源将分子内价电子或内层电子轰击出