分析Raman拉曼光譜的工作原理

拉曼光譜原理　

光照射到物質(zhì)上發(fā)生彈性散射和非彈性散射. 彈性散射的散射光是與激發(fā)光波長相同的成分,非彈性散射的散射光有比激發(fā)光波長長的和短的成分, 統(tǒng)稱為拉曼效應。拉曼效應是光子與光學支聲子相互作用的結(jié)果。

拉曼效應起源于分子振動(和點陣振動)與轉(zhuǎn)動，因此從拉曼光譜中可以得到分子振動能級(點陣振動能級)與轉(zhuǎn)動能級結(jié)構(gòu)的知識。用虛的上能級概念可以說明了拉曼效應:

設散射物分子原來處于基電子態(tài)，振動能級如圖所示。當受到入射光照射時，激發(fā)光與此分子的作用引起的極化可以看作為虛的吸收，表述為電子躍遷到虛態(tài)（Virtual state），虛能級上的電子立即躍遷到下能級而發(fā)光，即為散射光。設仍回到初始的電子態(tài)，則有如圖所示的三種情況。因而散射光中既有與入射光頻率相同的譜線，也有與入射光頻率不同的譜線，前者稱為瑞利線，后者稱為拉曼線。在拉曼線中，又把頻率小于入射光頻率的譜線稱為斯托克斯線，而把頻率大于入射光頻率的譜線稱為反斯托克斯線。

附加頻率值與振動能級有關的稱作大拉曼位移，與同一振動能級內(nèi)的轉(zhuǎn)動能級有關的稱作小拉曼位移：

大拉曼位移：(為振動能級帶頻率)

小拉曼位移：(其中B為轉(zhuǎn)動常數(shù))

簡單推導小拉曼位移：利用轉(zhuǎn)動常數(shù)