文档介绍：物理仿真实验一曼光谱
一、实验目的：
拍摄拉曼光谱并观察；
学会推测出分子拉曼光谱的基本概貌，如谱线数目、大致位置、偏振性质和它们的相对强度；
从实验上确切知道谱线的数目和每条线的波数、强度及其应对应的振动方式。
以上两个方面工具有9个简正振动方式。每类振动所具有的振动方式数目对应于量子力学中
能级简并的重数，所以如果某一类震动有g个振动方式，就称为该类振动是g重简并的。
根据以上讨论的拉曼光谱基本原理，可以推测出分子拉曼光谱的基本概貌，如谱线数目、大致位置、偏振性质和它们的相对强度；可以从实验上确切知道谱线的数目和每条线的波数、强度及其应对应的振动方式(为此有时需辅以红外光谱等手段)。以上两个方面工作的结合和对比，就可以利用拉曼光谱获得有关分子的结构和对称性的信息。
CCl4的分子结构及振动模式
CCl4分子为四面体结构，一个碳原子在中心，四个***原子在四面体的四个顶点，共有9种简正振动方式，根据分子对称性的结构，这9种简正振动可以归成下列A1，E,T1,T2四类振动方式，在同一类中，各振动方式具有相同的能量，因而它们是简并的，A1，E,T1,T2的振动方式分别为：
A1. 4个：原子沿各自与c的连线同时向外或向内运动(呼吸式)。
E, 4个:二沿垂直于各自与c的连线的方向运动并保持重心不变，两重简并。
T1. C原子平行于正方形的一边运动，4个:二原子同时平行于该边反向运动。分子重心保持不变，三重简并
T2. 2个二原子沿立方体一面的对角线做伸缩运动，另两个在对面做位相相反的运动，也是三重简并。
不考虑耦合引起的微扰，上述'、四种振动方式对应于拉曼光谱的四种不同的散射波数或频率差，也即每种对应一条斯托克斯线和一条反斯托克斯线。除了 A1模式是对称的之外，其他三种模式都是反对称的。

在电磁辐射的经典理论中，一个圆频率为',•的振荡电偶极矩，不论是物质固有的或由外场感生的，都能辐射频率为'.•的电磁波［3］。在拉曼散射中，一个频率为的光入射到一个分子上时，可以感应产生电偶极矩，在一级近似下，所产生的电偶极矩，三与入射光波电场三的关系为：
二二 (7)
其中，为极化率张量，上为分子的振动频率。
它与分子的结构和取向有关，可以证明它是对称张量［3］。
对同一个体系，选取不同的坐标系，极化率张量的各分量也会发生改变，但有两个极化率张量分量的组合量为不变量，分别是：
石=!［也+《+《】
" (9)
+(<■-必3 +(《-<：)'+或 4'+《；+W)]
- (10)
T,就是(),()中的平均极化率和各项异性率。现计算CCl4 个振动模式对应的平均极化率T和各向异性率Y。
对于振动模式T1,有:
由于CCl4分子和振动模式的对称性，绕z轴(设振动平面平行于z轴)转动 180度后，极化率张量不变，振动方式反向，所以对于P和E，有
楫弓pJTe 4 Y)(耳冬时TI—耳—冬四，
(12)
由于E为任取的，所以可得到:
因此 - ， -，
(13)
= ：源职'2)=?
同理，对于振动模式E、T2， -，
对于对称振动 A1，由于分子对称性和振动对称性是一致的，因此有
二.=:"=七-"=二=二：=-二二”：二七二-，从而二 I,」：二：，
综上所述，：二在几种特殊情况下退偏度的理论结果列表如下:
振动模式
户_1四2)
P饥度)
A1
0
1
0
E/T1/T2
3/4
1
6/7
三、实验仪器:
仪器：激光拉曼/荧光光谱仪（单色仪，激光光源，外光路系统及样品装置，聚光部件，分光系统，探测系统等）
成枇1
四、实验内容：
1..获取CCL4分子的振动拉曼光谱、振动拉曼偏振光谱。
调节拉曼光谱仪的外光路，注意两个要点：，并进入摄谱仪的入射狭缝；，使汇聚光的腰部正好位于样品管中心，从各个方面观察，激光束都应通过样品的中心。
拟定实验方案拍摄四***化碳样品，并以激光光源的瑞利线校正摄谱仪的读数，精确标出各谱峰位置，求出各相应的拉曼位移。（用cm-i表示）的拉曼光谱，分析其异同点及其原因。
入射光为线偏振光的退偏度测量
利用实验室提供的偏振片、1/2波片等研究CCL4（四***化碳）拉曼光谱的退偏度特性，并于理论值比较。
（1）调节好拉曼光谱仪和各项参数，使得入射狭缝的光强最强，并且噪声较小。
（2）将偏振片P1放置到相应位置，调节角度为0度，使入射光经起偏后对于散射面为垂直偏振光。放置1/2波片，令1/2波片的快轴指向同偏振方向平