文档介绍：拉曼光谱及其应用
李福民
物理与电子学院
******@henu.
光散射的物理现象以及拉曼散射的发现
拉曼散射的经典理论.
拉曼散射的量子理论描述
振动自由度和光谱选律
拉曼光谱的测量
拉曼效应的特点
拉曼散射技术的优点
拉曼散射技术的缺陷
拉曼与红外分析方法比较
谱图分析
1. 光散射的物理现象以及拉曼散射的发现
1871年Rayleigh 证实,空气分子引 起光散射是导致天空呈兰色的原因
瑞利散射:Rayleigh Scattering
由英国物理学家瑞利的名字命名。它是半径比光的波长小很多的微粒对入射光的散射。瑞利散射光的强度和入射光波长的四次方成反比:
波长较短的蓝光比波长较长的红光更容易散射!
天空蓝色:白天,太阳在我们的头顶,当日光经过大气层时,发生瑞利散射,因为蓝光比红光波长短,瑞利散射发生的比较激烈,被散射的蓝光布满了整个天空,从而使天空呈现蓝色。
朝霞红色:当日落或日出时,太阳几乎在我们视线的正前方,此时太阳光在大气中要走相对很长的路程,所看到的直射光中的蓝光大量都被散射了,只剩下红橙色的光,这就是为什么日落时太阳附近呈现红色,而云也因为反射太阳光而呈现红色。
1923~1927:Heisenburg、SchrÖdinger、Dirac 理论预言
非弹性散射;
印度物理学家拉曼(. Raman)于1928年第一次经实验在液态苯中发现了这种效应,因而称作拉曼效应(拉曼散射、拉曼光谱),并因此于1930年获诺贝尔物理学奖。
(. Raman and . Krishnan, Nature, 121, 501, 1928.)
前苏联及法国的学者也相继在实验中观察到这种效应。
G. Landsberg and L. Mandelatam, Naturwiss, 16,557, 1928.
J. Cabannes, Compt. Rend., 186,1201,1928.
Y. Rocard, Compt. Rend., 186,1107,1928.
从图中可见,拉曼光谱的横坐标为拉曼位移,以波数表示。纵坐标为拉曼光强。由于拉曼位移与激发光无关,一般仅用Stokes位移部分。对发荧光的分子,有时用反Stokes位移。
我国科技工作者对拉曼光谱学的发展做出了重要贡献。
吴大猷先生
1935年在北大完成了第一篇关于拉曼散射的论文,也是该领域国内的第一篇论文。
1939年他在西南联大完成了专著《多原子分子的振动谱和结构》,是自拉曼获诺贝尔奖以来,第一部全面总结分子拉曼光谱研究成果的经典著作。
黄昆先生
1954年在英国出版与波恩合著的名著《晶格动力学理论》,成为声子物理和拉曼散射的经典理论著作
1988建立起超晶格拉曼散射理论
2002年获国家科技奖