
【化】 Raman frequency; Raman shift
拉曼频率(Raman Frequency)是拉曼光谱学中的核心概念,指物质分子在非弹性散射过程中因振动或转动能级跃迁产生的特征频率偏移。该现象由印度物理学家C.V. Raman于1928年发现,其英文对应词为"Raman Shift",单位为cm⁻¹(波数)。
从物理机制分析,当单色光与分子相互作用时,光子能量转移会导致散射光频率变化。频率偏移量Δν的计算公式为: $$ Δν = frac{1}{λ{ex}} - frac{1}{λ{sc}} $$ 其中λ{ex}为入射光波长,λ{sc}为散射光波长。此偏移值与分子振动/转动模式的固有频率直接相关。
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拉曼频率(或拉曼频移)是拉曼光谱分析中的核心概念,指入射光与散射光之间的频率差异,反映了分子振动、转动等内部运动的特征。以下从定义、公式、单位及意义等方面详细解释:
拉曼频率源于非弹性散射现象:当光子与分子碰撞时,部分能量转移导致散射光频率改变。若分子吸收能量,散射光频率低于入射光(斯托克斯线);若释放能量,则频率高于入射光(反斯托克斯线)。两者的频率差即为拉曼频移,对应分子振动/转动能级的变化。
拉曼频移(Δν)的计算公式为: $$ Δν = |ν{text{入射}} - ν{text{散射}}| $$ 其中:
需注意,频移值与入射光频率无关,仅由分子自身能级决定。
实验中,拉曼频移通常以波数(cm⁻¹)表示,与频率的换算关系为: $$ text{波数} = frac{Δν}{c} $$ ((c)为光速,约(3×10^{10}) cm/s)。例如,1550 nm激光波长差1 nm时,对应拉曼位移约4.16 cm⁻¹。
拉曼频率通过非弹性散射揭示分子内部运动信息,其计算和波数表达是光谱分析的基础。实际应用中需结合具体仪器参数(如激发波长)进行单位换算,以准确解析分子结构。
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