
【化】 Raman frequency; Raman shift
拉曼頻率(Raman Frequency)是拉曼光譜學中的核心概念,指物質分子在非彈性散射過程中因振動或轉動能級躍遷産生的特征頻率偏移。該現象由印度物理學家C.V. Raman于1928年發現,其英文對應詞為"Raman Shift",單位為cm⁻¹(波數)。
從物理機制分析,當單色光與分子相互作用時,光子能量轉移會導緻散射光頻率變化。頻率偏移量Δν的計算公式為: $$ Δν = frac{1}{λ{ex}} - frac{1}{λ{sc}} $$ 其中λ{ex}為入射光波長,λ{sc}為散射光波長。此偏移值與分子振動/轉動模式的固有頻率直接相關。
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拉曼頻率(或拉曼頻移)是拉曼光譜分析中的核心概念,指入射光與散射光之間的頻率差異,反映了分子振動、轉動等内部運動的特征。以下從定義、公式、單位及意義等方面詳細解釋:
拉曼頻率源于非彈性散射現象:當光子與分子碰撞時,部分能量轉移導緻散射光頻率改變。若分子吸收能量,散射光頻率低于入射光(斯托克斯線);若釋放能量,則頻率高于入射光(反斯托克斯線)。兩者的頻率差即為拉曼頻移,對應分子振動/轉動能級的變化。
拉曼頻移(Δν)的計算公式為: $$ Δν = |ν{text{入射}} - ν{text{散射}}| $$ 其中:
需注意,頻移值與入射光頻率無關,僅由分子自身能級決定。
實驗中,拉曼頻移通常以波數(cm⁻¹)表示,與頻率的換算關系為: $$ text{波數} = frac{Δν}{c} $$ ((c)為光速,約(3×10^{10}) cm/s)。例如,1550 nm激光波長差1 nm時,對應拉曼位移約4.16 cm⁻¹。
拉曼頻率通過非彈性散射揭示分子内部運動信息,其計算和波數表達是光譜分析的基礎。實際應用中需結合具體儀器參數(如激發波長)進行單位換算,以準确解析分子結構。
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