
【化】 laser Raman spectrometry
laser
【化】 laser
【医】 laser
【化】 Raman spectra; Raman spectrum
dharma; divisor; follow; law; standard
【医】 method
【经】 law
激光拉曼光谱法(Laser Raman Spectroscopy)是一种基于拉曼散射效应的分析技术,利用单色激光照射样品,通过测量散射光频率相对于入射激光频率的变化(拉曼位移),获取分子振动、转动等信息,从而用于物质成分、结构和相互作用的定性定量分析。其英文术语直接体现了核心要素:激光光源(Laser)和拉曼光谱(Raman Spectroscopy)。
拉曼散射效应:当单色激光光子与样品分子相互作用时,大部分发生弹性散射(瑞利散射,频率不变),极小部分发生非弹性散射(拉曼散射)。拉曼散射光频率的变化($Delta u$)源于光子与分子振动/转动能级的能量交换,该位移值对应于分子的特征振动频率。
拉曼位移 $Delta tilde{ u}$ (通常以波数 cm⁻¹ 表示) 计算公式为:
$$ Delta tilde{ u} = frac{1}{lambda{text{入射}}} - frac{1}{lambda{text{散射}}} = tilde{ u}{text{入射}} - tilde{ u}{text{散射}} $$ 其中 $lambda$ 为波长,$tilde{ u}$ 为波数。
仪器组成:主要包括激光光源(提供单色、高强度的激发光,如氩离子激光器、半导体激光器等)、样品室、分光系统(光栅或干涉仪,用于分离不同波长的散射光)、检测器(如CCD探测器)和数据处理系统。
拉曼光谱与红外光谱同属振动光谱,但选律不同:红外活性与分子偶极矩变化相关,拉曼活性与分子极化率变化相关。因此,一些在红外光谱中弱吸收或不可见的基团(如O-O, S-S, C=C, N=N, C≡C等对称骨架振动),在拉曼光谱中可能信号很强,两者结合可提供更完整的分子结构信息。
激光拉曼光谱法是一种基于拉曼散射效应的光谱分析技术,主要用于研究分子振动、转动能级信息,从而推断物质的结构和化学成分。以下从原理、特点和应用三方面综合说明:
拉曼散射现象
当单色激光(如氦氖激光、二极管激光)照射样品时,光子与分子相互作用产生散射光。其中,非弹性散射光(即拉曼散射)的频率与入射光存在微小差异(称为拉曼位移),其值与分子振动/转动能级变化相关。
与红外光谱的区别
拉曼光谱反映分子极化率变化,而红外光谱依赖偶极矩变化。两者互补,可覆盖不同振动模式的分析需求。
拉曼位移($Delta
u$)与分子振动能级差相关,公式为:
$$
Delta
u =
u{text{入射}} -
u{text{散射}}
$$
其中$
u{text{入射}}$为入射光频率,$
u{text{散射}}$为散射光频率。
如需更完整的仪器组成或案例,可参考、5、8等来源。
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