样品池 散射光 光谱仪 入射光 图7-38观察拉曼效应的装置示意图
激光拉曼光谱-基本原理 光的瑞利散射 一个频率为v的单色光,当它不能被照射的物体 吸收时,大部分光将沿入射光束通过样品,在约 1/105~1/106有强度的光被散射到各个方向。并 在与入射方向垂直的方向,可以观察到这种散射 ●瑞利散射为光与样品分子间的弹性碰撞,光子的 能量或频率不变,只改变了光子运动的方向。 ●散射光的强度与散射方向有关,且与入射频率的 四次方成正比
虚能级 第一激发态 △E 基态Eo 瑞利散射 斯托克斯 反斯托克 散射 斯散射 周?3-分子振动能级的变化与散射类型的关系
处于基态的分子与光子发生非弹性碰撞,获得 能量到激发态,得到的散射光为斯托克斯线。 如果分子处于激发态,与光子发生非弹性碰撞 就会释放能量而回到基态,光子获得能量,得 到的散射光为反斯托克斯线
拉曼效应 拉曼效应为光子与样品中分子的非弹性碰撞,即光子与分子相互作用中 有能量的交换。 入射光子的能量为加v当与分子碰撞后,可能出现两种情况: ●第一种是分子处于基态振动能级,与光子碰撞后,分子从入射光子获取 确定的能量ⅳv;达到较高的能级。则散射光子的能量变为h(v-v1)= hv,频率降低至v-v。形成能量为h(v-v1)、频率为v-v的谱线。 ●另一种是分子处于激发态振动能级,与光子碰撞后,分子跃迁回基态而 将从确定的能量加v,传给光子。则散射光子的能量变为h(v+v)=mv 频率增加至v+v,。形成能量为h(v+v)、频率为v+v的谱线。 ●两种情况,散射光子的频率发生变化了,减小或增加了,称为拉曼位移