拉曼光谱仪英文解释翻译、拉曼光谱仪的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 Raman spectrometer
分词翻译:
拉的英语翻译:
pull; draw; drag in; draught; haul; pluck
【机】 pull; tension; tractive
曼的英语翻译:
graceful; prolonged
光谱仪的英语翻译:
【化】 spectrograph
专业解析
拉曼光谱仪(Raman Spectrometer)是一种基于拉曼散射效应(Raman Scattering Effect)的分析仪器,用于探测物质的分子振动、转动等低频率模式信息,从而提供物质的化学结构、晶体结构、相态及应力等详细信息。其核心原理是单色光(通常为激光)与物质分子相互作用时,发生非弹性散射,散射光频率相对于入射光频率发生偏移(称为拉曼位移,Raman Shift),该位移与分子的振动或转动能级差直接对应。
核心原理:
当频率为 (
u_0 ) 的激光照射样品时,大部分光子发生弹性散射(瑞利散射,频率不变),极小部分(约 ( 10^{-6} ) 至 ( 10^{-8} ))发生非弹性散射(拉曼散射)。拉曼散射分为:
- 斯托克斯散射(Stokes Scattering):光子将部分能量转移给分子,散射光频率降低( (
u =
u_0 - Delta
u ) )。
- 反斯托克斯散射(Anti-Stokes Scattering):光子从分子获得能量,散射光频率升高( (
u =
u_0 + Delta
u ) )。
拉曼位移 ( Delta
u ) (通常以 cm⁻¹ 为单位) 是分子的特征指纹,与入射光频率无关,仅取决于分子自身的能级结构。
仪器主要构成:
- 激光光源(Laser Source):提供单色性、方向性好、强度高的激发光。常用波长包括 532 nm(绿光)、633 nm(红光)、785 nm(近红外)和 1064 nm(红外),选择依据是避免样品荧光干扰和优化拉曼信号强度。
- 样品室(Sample Chamber):放置待测样品,设计需考虑透射、反射或显微聚焦等不同测量模式。
- 分光系统(Spectrometer):核心部件,用于分离不同波长的散射光。常用光栅(Grating)或干涉仪(如傅里叶变换拉曼光谱仪 FT-Raman)。
- 检测器(Detector):将光信号转换为电信号。常用电荷耦合器件(CCD)或光电倍增管(PMT),需具备高灵敏度和低噪声特性。
- 数据处理系统(Data Processing System):采集、处理光谱数据,进行基线校正、峰识别、定量分析等。
核心应用领域:
- 材料科学(Materials Science):分析晶体结构、相变、应力分布(如半导体、陶瓷、薄膜材料表征)。来源:美国国家标准与技术研究院(NIST)材料测量实验室。
- 药物分析(Pharmaceutical Analysis):鉴别药物晶型、活性成分含量、辅料分布及药物稳定性研究。来源:美国药典(USP)通则 <1120> 拉曼光谱法。
- 生命科学(Life Sciences):研究生物大分子(蛋白质、核酸)结构、构象变化,细胞和组织成像(如拉曼显微镜)。来源:Nature Protocols 期刊相关方法学指南。
- 化学与化工(Chemistry & Chemical Engineering):反应过程监控、催化剂表征、聚合物结构分析、污染物检测。来源:美国化学会(ACS)分析化学出版物。
- 地质与考古(Geology & Archaeology):矿物鉴定、宝石分析、文物成分及年代鉴定。来源:地质调查局(如 USGS)矿物数据库及相关研究文献。
拉曼光谱仪因其无需复杂样品前处理、可进行无损、原位、微区分析,并能够提供丰富的分子结构信息,已成为现代分析实验室不可或缺的重要工具。其技术分支包括显微拉曼(Micro-Raman)、表面增强拉曼(SERS)、针尖增强拉曼(TERS)等,进一步拓展了其应用范围和灵敏度。
网络扩展解释
拉曼光谱仪是一种基于拉曼散射效应的分析仪器,用于检测物质的分子结构、成分及相互作用信息。以下从多个维度综合解释其核心概念和特性:
一、基本定义
拉曼光谱仪通过分析物质受激光照射后产生的非弹性散射光(拉曼散射)来获取样品分子振动、旋转等结构信息。其特点包括无损检测、无需复杂样品预处理,适用于固体、液体、气体等多种形态物质的定性或定量分析。
二、工作原理
-
拉曼散射现象
当单色激光照射样品时,光子与分子相互作用,大部分发生弹性散射(瑞利散射,频率不变),少部分发生非弹性散射(拉曼散射,频率变化)。频率变化量(拉曼位移)与分子振动能级差相关。
公式表达为:
$$Delta
u =
u{text{入射}} -
u{text{散射}}$$
其中,Δν即拉曼位移,反映分子振动模式。
-
仪器组成
- 光源:高功率激光器(如可见光或近红外激光);
- 光学系统:聚焦激光、收集散射光;
- 分光系统:光栅或棱镜分离不同波长的光;
- 检测器:CCD或光电倍增管将光信号转换为电信号。
三、核心应用领域
- 化学与材料科学
分析石油成分、监测化工反应、表征新材料结构(如石墨烯、碳纳米管)。
- 生物医学
检测药物成分、分析细胞或组织中的生物分子(如蛋白质、DNA)。
- 刑侦与鉴定
快速识别毒品、爆炸物,鉴定宝石真伪。
- 环境监测
检测污染物(如微塑料、重金属)的分子特征。
四、技术优势
- 无损检测
低能量激光和非接触式设计避免样品损伤。
- 高灵敏度
可检测痕量物质(如ppm级浓度)。
- 快速分析
单次测量仅需数秒至数分钟,支持实时监测。
五、技术进展
近年技术突破包括:
- 超快拉曼光谱:测量速率提升百倍,支持动态过程实时追踪;
- 共聚焦显微技术:实现微米级空间分辨率,用于单细胞或纳米材料分析。
以上内容综合了拉曼光谱仪的基础原理、应用场景及最新发展,如需进一步了解具体型号或操作流程,可参考相关研究文献或仪器手册。
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