激光拉曼光谱英文解释翻译、激光拉曼光谱的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 laser Raman spectroscopy
分词翻译:
激光的英语翻译:
laser
【化】 laser
【医】 laser
拉曼光谱的英语翻译:
【化】 Raman spectra; Raman spectrum
专业解析
激光拉曼光谱(Laser Raman Spectroscopy),中文全称为激光拉曼光谱法(英文:Laser Raman Spectroscopy,简称 LRS),是一种基于拉曼散射效应(Raman Scattering Effect)的分子振动光谱分析技术。它利用单色性极好的激光作为激发光源照射样品,探测样品分子因振动、转动能级跃迁而产生的非弹性散射光频率变化(即拉曼位移),从而获得分子结构信息的光谱分析方法。
一、核心原理与术语
- 拉曼散射效应:由印度物理学家C.V.拉曼于1928年发现。当单色光(如激光)与分子相互作用时,大部分光子发生弹性散射(瑞利散射,频率不变),极小部分发生非弹性散射(拉曼散射),散射光频率相对入射光频率发生偏移 $Delta
u$。
- 斯托克斯线(Stokes Lines):散射光频率低于入射光频率($Delta
u > 0$),对应于分子吸收能量从基态跃迁至激发态。
- 反斯托克斯线(Anti-Stokes Lines):散射光频率高于入射光频率($Delta
u < 0$),对应于分子从激发态跃迁回基态释放能量。
- 拉曼位移(Raman Shift):散射光频率与入射光频率之差,通常以波数(cm⁻¹)表示。拉曼位移与入射光波长无关,直接对应于分子的振动或转动能级差,是分子的“指纹”特征。
- 激光光源(Laser Source):现代拉曼光谱使用激光作为光源,因其高强度、单色性好、方向性强等优点,显著提高了信噪比和分辨率。常用波长包括785 nm(近红外,减少荧光干扰)、532 nm(绿光)、633 nm(红光)等。
二、仪器构成关键术语
- 激光器(Laser):提供单色激发光。
- 样品室(Sample Chamber):放置待测样品,配置有适用于固体、液体、气体的样品台或附件。
- 光路系统(Optical Path System):包括透镜、滤光片等,用于聚焦激光、收集散射光、滤除瑞利散射光。
- 分光系统(Spectrometer):通常为光栅单色仪或干涉仪,将拉曼散射光按波长(或波数)色散分离。
- 检测器(Detector):常用电荷耦合器件(CCD),将光信号转换为电信号进行检测。
三、信息获取与应用领域
激光拉曼光谱可提供关于分子结构的丰富信息:
- 化学键与官能团识别:特定官能团(如C=O, O-H, C-H, N-H等)具有特征拉曼位移峰。
- 分子对称性分析:拉曼活性与分子极化率变化相关,与红外光谱互补。
- 晶体结构/晶型鉴别:晶格振动模式(声子)在拉曼光谱中有特征反映。
- 应力/应变分析:峰位偏移可反映材料内部应力状态。
- 定量分析:在特定条件下,峰强度与物质浓度成正比。
- 无损、原位分析:无需复杂制样,可穿透透明包装进行检测,适用于活体细胞、文物、化学反应过程监测等。
四、权威定义参考来源
- 国际纯粹与应用化学联合会 (IUPAC):将拉曼光谱定义为“一种光谱技术,测量的是单色辐射被分子散射后发生的频率变化”。其权威术语定义可在其官方网站的金皮书(Gold Book)中查询:Compendium of Chemical Terminology (Gold Book)。[由于无法验证当前具体链接有效性,请访问 IUPAC 官网搜索 Gold Book]
- 美国材料与试验协会 (ASTM):发布了多项与拉曼光谱相关的标准方法,例如 ASTM E1840 关于拉曼光谱仪性能表征的标准指南。这些标准提供了规范化的术语和测试流程。[请访问 ASTM 官网搜索相关标准号]
- 经典学术著作:如《Infrared and Raman Spectroscopic Imaging》 (Salzer & Siesler, Eds.), 《Modern Raman Spectroscopy》 (Smith & Dent) 等专业书籍提供了深入的理论解释和术语定义。[可通过图书馆或学术数据库获取 ISBN 信息]
- 仪器制造商技术文档:如 Thermo Fisher Scientific, Horiba Scientific, Renishaw 等主要拉曼光谱仪生产商的技术白皮书和应用指南对相关术语和原理有详细说明。[请访问各公司官网技术支持页面]
激光拉曼光谱是一种基于激光激发和拉曼散射效应的强大分析技术,通过测量散射光的频率位移(拉曼位移,单位 cm⁻¹)来获取分子振动、转动信息,用于物质成分、结构、状态的定性与定量分析。其核心价值在于无损、原位、指纹识别能力和与红外光谱的互补性。
网络扩展解释
激光拉曼光谱是一种基于拉曼散射效应的光谱分析技术,主要用于研究物质的分子结构和化学成分。以下是其核心要点:
一、基本原理
-
拉曼散射
当单色激光照射样品时,大部分光子发生弹性散射(瑞利散射),仅有约百万分之一的光子发生非弹性散射(拉曼散射)。散射光频率与入射光频率的差值称为拉曼位移($Delta
u$),对应分子振动或转动能级的变化。
- 斯托克斯线:光子能量转移给分子($
u_{text{散射}} =
u_0 - Delta
u$)。
- 反斯托克斯线:分子能量转移给光子($
u_{text{散射}} =
u_0 + Delta
u$),通常强度较低。
-
分子“指纹谱”
不同物质的拉曼位移具有唯一性,形成特征光谱,被称为分子“指纹谱”。
二、与红外光谱的对比
特性 |
拉曼光谱 |
红外光谱 |
物理机制 |
分子极化率变化引起散射 |
分子偶极矩变化引起吸收 |
适用性 |
非极性键(如C-C、S-S) |
极性键(如O-H、C=O) |
样品处理 |
无需复杂制备,可非破坏性检测 |
需特定制样(如压片、溶解) |
互补性 |
两者结合可覆盖更全面的分子振动信息 |
|
三、技术特点
- 非破坏性
无需破坏样品,适用于宝玉石、文物等珍贵材料的分析。
- 高分辨率与灵敏度
可检测微量样品(如痕量污染物),分辨率达1 cm⁻¹以下。
- 偏振分析功能
通过退偏振比($rho = I{perp}/I{parallel}$)判断分子振动模式的对称性。
四、主要应用领域
- 化学与材料科学
分析分子结构、晶型、应力分布等,如碳材料(石墨烯)的缺陷检测。
- 地质与矿物学
鉴别矿物成分及包裹体,例如宝玉石鉴定。
- 生物与医药
研究蛋白质构象、药物多态性,甚至活细胞成分分析。
五、仪器组成
典型设备包括:
- 激光源(如氦氖激光、二极管激光)
- 样品台(支持显微成像与变温测试)
- 光谱仪(长焦设计提高分辨率)
- 探测器(如CCD,用于采集散射光信号)。
如需进一步了解具体实验方法或案例,可参考高权威性来源如、、。
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