文档介绍:成绩 评定
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实验项目:
拉曼光谱
实验地点:
姓 名: 座 号:
实验时间:一年—月一日
一、实验目的:
1、了解拉曼散射的基本原理
2、学习使用拉曼光谱仪测量物质的谱线,知道简单的谱线分析方法。
二、实验仪器和用具:
RBD型激光拉曼光谱仪
三、实验原理:
按散射光相对于入射光波数的改变情况,可将散射光分为瑞利散射、布利源散射、拉曼 散射;其中瑞利散射最强,拉曼散射最弱。在经典理论中,拉曼散射可以看作入射光的电磁 波使原子或分子电极化以后所产生的, 因为原子和分子都是可以极化的, 因而产生瑞利散射,
图(1a)
h 0 h 0
h 0 h 0
图(1b)
因为极化率又随着分子内部的运动(转动、振动等)而变化,所以产生拉曼散射。
(上能态是虚能态,实 际不存在。这样的跃迁 过程只是一种模型实 际并没有发生)
在弹性
在量子理论中,把拉曼散射看作光量子与分子相碰撞时产生的非弹性碰撞过程。
0 °
线通常称为拉曼线,其频率常表示为 0
称为拉曼频移。为尽可能地考虑增强入
碰撞过程中,光量子与分子均没有能量交换, 于是它的频率保持恒定, 这叫瑞利散射,如图
(1a);在非弹性碰撞过程中光量子与分子有能量交换,从而使它的频率改变,它取自或给
予散射分子的能量只能是分子两定态之间的差值 E E1 E2,当光量子把一部分能量交
给分子时,频率较低的光为斯托克斯线,散射分子接受的能量转变成为分子的振动或转动能
量,从而处于激发态 Ei,如图(1b),这时的光量子的频率为 0 ;光量子从较大 的频率散射,称为反斯托克斯线,这时的光量子的频率为
最简单的拉曼光谱如图 2所示,中央的是瑞
利散射线,频率为 0,强度最强;低频一侧的
是斯托克斯线,强度比瑞利线的强度弱很多; 高
频的一侧是反斯托克斯线,强度比斯托克斯线的
强度又要弱很多,因此并不容易观察到反斯托克
斯线的出现,但反斯托克斯线的强度随着温度的升高而迅速增大。 斯托克斯线和反斯托克斯
射光的光强和最大限度地收集散射光, 又要尽量地抑制和消除主要来自瑞利散射的背景杂散
光,提高仪器的信噪比。拉曼光谱仪一般由图 3所示的五个部分构成。
外光路
色触系统
接收系统
光源
信息处理
与显示系统
图3拉曼光谱仪的基本结构
仪器的外形示意图见图 5所示。仪器配套实验台,各分部件安装于实验台上,实验台结
实平稳,满足精度光学实验的要求。
r而布*0号
(1)
(B)
四、实验步骤:
.基本实验:记录