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激光拉曼光谱法英文解释翻译、激光拉曼光谱法的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 laser Raman spectrometry

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

法的英语翻译:

dharma; divisor; follow; law; standard
【医】 method
【经】 law

专业解析

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)。

核心原理与过程

  1. 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。

    • 斯托克斯线(Stokes lines):散射光频率低于入射光频率($ u{text{散射}} < u{text{入射}}$),对应分子从基态跃迁到激发态,吸收能量。
    • 反斯托克斯线(Anti-Stokes lines):散射光频率高于入射光频率($ u{text{散射}} > u{text{入射}}$),对应分子从激发态跃迁回基态,释放能量。常温下斯托克斯线强度远大于反斯托克斯线。

      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。

  2. 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。

核心优势与应用领域

与红外光谱的互补性

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。

参考资料

  1. 国家标准《GB/T 33252-2016 纳米技术 激光共聚焦显微拉曼光谱仪性能测试》:定义了拉曼光谱仪的关键性能参数和测试方法,体现技术规范性。来源:国家标准全文公开系统。
  2. IUPAC金皮书《Compendium of Chemical Terminology》 (the "Gold Book"):提供"Raman spectroscopy"的权威定义和基本概念解释。来源:国际纯粹与应用化学联合会官网。
  3. 美国材料试验协会标准《ASTM E1840-96(2014) Standard Guide for Raman Shift Standards for Spectrometer Calibration》:规范了拉曼光谱仪的校准方法。来源:ASTM International官网。
  4. 综述文献《Analytical Chemistry》期刊相关综述:如定期发表的"Annual Review of Analytical Chemistry"常包含拉曼技术最新进展和应用综述,代表学术前沿。来源:美国化学会出版物。

网络扩展解释

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:

一、基本原理

  1. 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。

    • 斯托克斯线:散射光频率低于入射光(分子吸收能量);
    • 反斯托克斯线:频率高于入射光(分子释放能量),但强度较低。
  2. 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。


二、技术特点

  1. 非破坏性与微区分析
    无需复杂样品制备,适用于微小区域(如宝玉石、生物组织)的原位检测。
  2. 高灵敏度与扩展性
    • 表面增强拉曼光谱(SERS):通过活性载体提升信号强度,灵敏度提高10⁴–10⁷倍,适用于痕量物质检测;
    • 可结合多种激光器(如514.5nm、785nm)以避开荧光干扰。
  3. 宽适用范围
    可分析固态、液态、气态样品,尤其适合水溶液体系(水对拉曼信号干扰小)。

三、主要应用领域

  1. 化学与材料科学:鉴定分子结构、晶体形态及化学反应过程;
  2. 生物医学:检测蛋白质构象、药物成分及细胞成分;
  3. 环境与地质:分析矿物成分、污染物种类及浓度。

补充公式

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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