
【化】 laser Raman spectrometry
laser
【化】 laser
【醫】 laser
【化】 Raman spectra; Raman spectrum
dharma; divisor; follow; law; standard
【醫】 method
【經】 law
激光拉曼光譜法(Laser Raman Spectroscopy)是一種基于拉曼散射效應的分析技術,利用單色激光照射樣品,通過測量散射光頻率相對于入射激光頻率的變化(拉曼位移),獲取分子振動、轉動等信息,從而用于物質成分、結構和相互作用的定性定量分析。其英文術語直接體現了核心要素:激光光源(Laser)和拉曼光譜(Raman Spectroscopy)。
拉曼散射效應:當單色激光光子與樣品分子相互作用時,大部分發生彈性散射(瑞利散射,頻率不變),極小部分發生非彈性散射(拉曼散射)。拉曼散射光頻率的變化($Delta u$)源于光子與分子振動/轉動能級的能量交換,該位移值對應于分子的特征振動頻率。
拉曼位移 $Delta tilde{ u}$ (通常以波數 cm⁻¹ 表示) 計算公式為:
$$ Delta tilde{ u} = frac{1}{lambda{text{入射}}} - frac{1}{lambda{text{散射}}} = tilde{ u}{text{入射}} - tilde{ u}{text{散射}} $$ 其中 $lambda$ 為波長,$tilde{ u}$ 為波數。
儀器組成:主要包括激光光源(提供單色、高強度的激發光,如氩離子激光器、半導體激光器等)、樣品室、分光系統(光栅或幹涉儀,用于分離不同波長的散射光)、檢測器(如CCD探測器)和數據處理系統。
拉曼光譜與紅外光譜同屬振動光譜,但選律不同:紅外活性與分子偶極矩變化相關,拉曼活性與分子極化率變化相關。因此,一些在紅外光譜中弱吸收或不可見的基團(如O-O, S-S, C=C, N=N, C≡C等對稱骨架振動),在拉曼光譜中可能信號很強,兩者結合可提供更完整的分子結構信息。
激光拉曼光譜法是一種基于拉曼散射效應的光譜分析技術,主要用于研究分子振動、轉動能級信息,從而推斷物質的結構和化學成分。以下從原理、特點和應用三方面綜合說明:
拉曼散射現象
當單色激光(如氦氖激光、二極管激光)照射樣品時,光子與分子相互作用産生散射光。其中,非彈性散射光(即拉曼散射)的頻率與入射光存在微小差異(稱為拉曼位移),其值與分子振動/轉動能級變化相關。
與紅外光譜的區别
拉曼光譜反映分子極化率變化,而紅外光譜依賴偶極矩變化。兩者互補,可覆蓋不同振動模式的分析需求。
拉曼位移($Delta
u$)與分子振動能級差相關,公式為:
$$
Delta
u =
u{text{入射}} -
u{text{散射}}
$$
其中$
u{text{入射}}$為入射光頻率,$
u{text{散射}}$為散射光頻率。
如需更完整的儀器組成或案例,可參考、5、8等來源。
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