拉曼光谱以及退偏度测量
3000
4
8
数值
2500 2000 1500 1000 500 0 0 500
5
3500 4000
1000
1500
2000
2500
3000
6 7
波数(cm-1)
多出的峰？
8
2941
-CH3非对称 收缩
甲醇乙醇混合溶液
25%甲醇浓液
3000 2500 2000 1500 1000 500 0 300 1300 2300 3300
四氯化碳的退偏度
坐标变换中的不变量 1 ( xx yy zz ) 表征各项同性的物理量 3
2 1 2 ii jj 6 ij 表征极化率各项异性的物理量 2 i j i j
退偏度
注
3 2 ( ) S ( ) 2 2 45 2 4 2
453 ?
459 776
1.3% 0.7%
0 -1000
-500
0 500 波数差（ cm-1 ）
1000
1500
费米共振
在多原子分子中当振动倍频或组合 频位于某一基频附近,由于发生振动
3000 2500
耦合,会出现新峰,峰的位置向两侧发 生移动,二者谱线强度发生变化。
2000
数值
1500 1000 500
系列1 系列2
强度(I)
6000
4000
1
2000
0 0 500 1000
2
1500 2000 2500 3000 3500 4000
波数(cm-1)
拉曼光谱在有机化学上的应用
应用2
已知苯化学式为C6H6，试判断其结构。
可能的结构
CH
C-CH2-CH2-C
CH
拉曼光谱在有机化学上的应用
应用2
拉曼光谱
拉曼效应
1921年，拉曼在对海水进行观测，得到海水颜
色为蓝色。他将这一事实归于光的散射。
1928年，拉曼利用单色光进行散射实验，
发现每一条入射谱线都有相应的变散射线，
这个现象后来被称为拉曼效应。
实验原理简述
• •
激光照射样品时，样品会产生散射光。 光子与物质相互作用可能相互交换能量
激发虚态 E1 + h0 h0 E0 + h0 h0 h0 V=1 V=0
实验结论
得到了四氯化碳的拉曼光谱，并验证了 四氯化碳分子的退偏度及对称性 测量了苯的拉曼谱线和偏振后的谱线， 验证了苯的高对称性 得到了甲醇、乙醇及其混合溶液的拉曼 谱，验证混合溶液即纯溶液时的叠加
参考文献
[1]陶家友,徐代升,梅孝安,毛立新. 苯的 激光拉曼光谱检测研究[J]. 应用光 学,2010,02:273-276. [2]刘强春,吴秋燕,慕元强,兰凤云,史磊. 苯和四氯化碳混合液的激光拉曼光谱研 究[J]. 淮北煤炭师范学院学报(自然科学 版),2009,02:17-20.
注：陆培民. CCl4的激光拉曼光谱研究.物理与工程.Vol19,No.6 ,2009.
拉曼光谱在有机化学上的应用
分子的振动表现为分子的键长和键角的变化，化合物 的各种基团振动都有其特征频率。可根据基团的特征 频率、频率位移等判断分子中各种基团存在与否。 几种典型基团的振动频率
C-C振动频率：1150~950������������−1 C=C,C=N,N=N振动频率：1680~1500������������−1
OH振动频率：3380~3340������������−1
C-O-C振动频率：930~830������������−1 C=O振动频率：1680~1630������������−1
拉曼光谱在有机化学上的应用
应用1
12000
甲醇-乙醇 拉曼光谱图
10000
8000
cco骨架 伸缩峰位 CH2形变 峰位
已知苯化学式为C6H6，试判断其结构。
苯环呼吸全 对称振动 1
苯的拉曼光谱图
拉曼光谱在有机化学上的应用
应用2
已知苯化学式为C6H6，试判断其结构。
--------对于苯环波数为993/cm处的峰位，计算其退偏 度，得 202.8/3483.6=0.058！
可见苯具有极高对称性！应为环状结构！且在波数为 993/cm处的振动完全对称！
2
0 1.8cm 1
编号 中心 773cm-1 786cm-1 面积积分值 68259 76462
甲醇溶液拉曼谱线
纯甲醇
12000 10000 8000
甲醇峰序号
波数(CM-1)
峰含义
1 2 3
0 1000 2000 3000 4000
1016 1447 2822 2943
C-O伸缩 -CH3反对称形变 -CH3对称收缩 -CH3非对称收缩
谢谢！
3.23%
振动模式
误差
1
———
四氯化碳的退偏度--- s ( )
测量四氯化碳退偏度光谱图(2)
四氯化碳的退偏度--- s ( )
波长/nm 519.6 231.4 3392.9 523.7 1879.9 2620.2 0.7174 4 4.34% 526.2 2372.6 3250 0.7300 2 2.66% 538.7 5882.1 7196.4 0.8173 2 8.98% 541.4 6319.9 8093.3 0.7808 4 4.12% 545.8 643.4 19591.1 0.0328 1 555.6 1275.1 1768.1 0.7211 3 3.84%
h(0 - )
h0 +
E1 E0
h
实验原理
STOKES
ANTI-STOKES
拉曼偏移恒定！
Rayleigh
0 -
0
0 +
斯托克斯线与反斯托克斯线强弱的差别?
拉曼散射的应用
通过对拉曼光谱的分析可以知道物质的 振动转动能级情况,从而可以鉴别物质， 同时也能帮助确定未知分子的分子构型。
T2和A1的波数差之和为 306+453=759cm-1
650 700 750 800 850 900
0
波数(cm-1)
T1的波数差为776cm-1
费米共振
(0 4W 2 )1/ 2
I a (2 4W 2 )1/ 2 R I f (2 4W 2 )1/ 2
-200
0
200
400
600
800
1000
1200
波数差（cm-1）
四氯化碳的振动拉曼谱
振动模 式 波数差 参考值 相对误 差
四氯化碳拉曼散射
20000 18000
16000
E
213
218
2.3%
14000 12000
10000
8000
T2
306
314
2.5%
数值
6000 4000 2000
A1 T1波数(cm-源自)四氯化碳的退偏度退偏：电磁辐射与一系统相互作用， 偏振态发生变化的现象 退偏度定义： P IP ( ) I ( ) S ( ) ( ) I ( ) I ( )
极化率张量
xx xy xz t yx yy yz zx zy zz
0.70%
526.2 2609.3 3350 0.7789 2
3.85%
538.6 5911.9 7125.4 0.8296 2
10.63%
541.4 6468 8093.3 0.7991 4
6.56%
545.7 405.7 19125.9 0.0212 1
——
555.6 1368.9 1768.1 0.7742 3
数值
6000 4000 2000 0
4
波数(cm-1)
乙醇溶液拉曼谱线
纯乙醇
4500 4000 3500
乙醇峰 序号
波数 (cm-1)
峰含义
1 2 3
7 6 2 3 4 5 1
846 1022 1066 1253 1417 2855 2901
C-C骨架伸缩 C-O伸缩 C-C骨架剪式 摇摆 -CH2形变 -CH3反对称 形变 -CH3对称收 缩 -CH2非对称 收缩
数值
-700
波数(cm-1)
混合溶液叠加
14000 12000 10000 2000 1500
75%甲醇溶液
数值
数值
8000
6000 4000 2000 0 0 1000 2000 3000 4000
1000 500 0 626 1126 1626 2126 2626 3126 3626
波数(cm-1)
0,?
0,?
注：理论计算部分参考自《拉曼光谱学》，D.A.朗著
四氯化碳的退偏度--- ( )
测量四氯化碳退偏度光谱图(1)
四氯化碳的退偏度--- ( )
波长/nm 519.6 186.5 3392.9 0.0549 523.7 1981.1 2660.2 0.7447 4
真品和仿品的鉴定
实验装置
港东科技LRS-III型激 光拉曼仪 外光路系统+光栅光 谱仪
四氯化碳的振动模式
四氯化碳的振动拉曼谱
四氯化碳拉曼散射
20000 18000 16000
14000
12000
数值
10000 8000 6000 4000 2000 0 -1000
激光拉曼光谱的测定详述
实验四 激光拉曼光谱的测定093858 张亚辉一. 实验目的1、了解拉曼光谱的基本原理，掌握显微共焦激光拉曼光谱仪的使用方法。
2、测量一些常规物质和复杂样品的拉曼光谱。
二. 实验原理当用波长比试样粒径小得多的频率为υ的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。
散射光中除了存在入射光频率υ外，还观察到频率为υ±△υ的新成分，这种频率发生改变的现象就被称为拉曼效应。
υ即为瑞利散射，频率υ+△υ称为拉曼散射的斯托克斯线，频率为υ-△υ的称为反斯托克斯线。
△υ通常称为拉曼频移，多用散射光波长的倒数表示，计算公式为11λλν-=∆式中，λ和λ0分别为散射光和入射光的波长。
△υ的单位为cm -1。
由于拉曼谱线的数目、频移、强度直接与分子振动或转动能级有关。
因此，研究拉曼光谱可以提供物质结构的有关信息。
自从激光问世以来，拉曼光谱的研究取得了长足进展，已广泛应用于物理、化学、生物以及生命科学等研究领域。
图1显微共焦激光拉曼光谱仪结构显微镜样品双瑞利滤光片狭缝光栅CCD 检测器激光扩束器三、实验仪器和试剂1. 显微共焦激光拉曼光谱仪 Renishaw inVia （英国雷尼绍公司）Renishaw 显微共焦激光拉曼光谱仪原理：本系所用的是英国雷尼绍显微共聚焦激光拉曼光谱仪（图2），它具有诸多优势如：高稳定性、高重复性高重复光谱，重复性：≦±0.2波数；激光阻挡水平高 (杂散光抑制水平高)；高灵敏度 (贯穿于整个仪器设计中)：各激发光波长配以各自独立的引入光学元件（反射镜等）, 使到达样品的激光功率最大。
透射式光谱仪设计，以避免散焦缺陷。
并对各激发光波段配以相应的透镜, 使每激光谱段分别都达到最佳透过效率,获得最高的通光效率。
2. 粉碎机、载玻片、盖玻片、胶头滴管3. 测试样品常规物质：CCl 4，KNO 3 复杂样品：不同淀粉类作物 自备样品：不同材料的小挂件 四.实验步骤1. 打开主机和计算机电源，同时打开激光器后面的总电源开关，将仪器预热20分钟左右。
激光拉曼光谱
激光拉曼光谱当光通过介质时，除被介质吸收、反射和透射外，总有一部分被散射。
介质中存在某些不均匀性（如电场、相位、粒子数密度、声速等）是导致光散射的原因。
相对于入射光而言，散射光的传播方向、强度、频率和偏振状态将发生变化。
光散射的本质是光传播时光与物质中的分子或原子相互作用的结果。
散射光按频率可分成三类：第一类，散射光的频率与入射光的频率基本相同，频率的变化小于3×105 Hz，或者说波数变化小于10-5 cm-l，这类散射通常称为瑞利（Ray 1eigh）散射；第二类，散射光的频率与入射光的频率有较大差别，频率变化大于3×1010 Hz，或者说波数变化大于1 cm-l，这类散射现象在实验上首先由印度科学家拉曼（C. V. Raman）和前苏联科学家曼杰斯塔姆（Л.И.Мандельщтам）分别在1928年发现的，就是所谓拉曼（Raman）散射；第三类，散射光频率与入射光频率之差介于上述二者之间，这类散射称为布里渊（Brillouin）散射。
拉曼散射和布里渊散射都属于光的非弹性散射。
其中布里渊散射是由于物质中存在以声速传播的压强起伏而引起的光散射，而拉曼散射则是由于物质中分子的振动、转动、晶格振动及各种激发元参与的非弹性散射。
从散射光的强度看，瑞利散射的强度最大，一般都在入射光强度的10-3左右，常规拉曼散射的强度最弱，一般小于入射光强的10-6。
因此，为了有效地记录到拉曼散射，需要有高强度的入射光去照射样品。
由于拉曼散射强度很弱，在激光出现以前，拉曼光谱工作主要限于线性拉曼光谱，在应用方面以化学结构分析居多。
20世纪60年代初出现了激光技术，激光所具有的高强度、优良的单色性、方向性以及确定的偏振状态等特点对拉曼散射的研究十分有利；而且在遍及可见光的宽阔范围，都有不同种类的激光器可提供适当的激发波长，有些激光器还能提供波长在一定范围内连续可调的激光。
因此激光是获得拉曼散射的理想光源，再加上高质量低杂散光的单色仪和高灵敏度的弱信号检测系统的应用，使得拉曼光谱的研究有了迅猛的发展。
干货一文了解拉曼光谱测试
干货一文了解拉曼光谱测试硕博测试圈致力于服务硕博人才，分享硕博圈资讯、生活、实验、测试等相关内容！一、概述光谱分类:发射光谱：原子发射光谱(AES)、原子荧光光谱(AFS发射光谱)、X射线荧光光谱法(XFS)、分子荧光光谱法(MFS)等。
吸收光谱：紫外-可见光法(UV-Vis)、原子吸收光谱(吸收光谱AAS)、红外观光谱(IR)、核磁共振(NMR )等。
联合散射：拉曼散射光谱(Raman) 。
二、拉曼光谱原理瑞利散射:与入射光频率相同的散射强度约为入射光的10-3倍拉曼散射:与入射光频率不同的散射强度约为入射光的10-6~10-8倍。
斯托克斯线:散射光频率小于入射光频率；反斯托克斯线:散射光频率大于入射光频率；频率之差△v，为拉曼位移。
拉曼位移与入射光的频率无关，只与物质分子的振动和转动能级有关，不同物质分子具有不同的振动和转动能级，有特定的拉曼位移，因此拉曼可以用来鉴定物质结构的分析和研究。
三、拉曼光谱特征量四、拉曼光谱仪的组成五、拉曼光谱的发展现状1.傅里叶变换拉曼光谱技术王斌等利用Fl.Raman光谱仪对蛋白质样品进行多次扫描，再用曲线拟合原始光谱图，并以子峰面积表征对应的二级结构含量然后对蛋白质二级结构进行定量分析同时依据人体正常组织和病变组织的FT-Raman光谱差异在分子水平上鉴别和研究了病变的起因。
2.表面增强拉曼光谱技术仇立群等将具有强SERS信号的金纳米粒子作为标记抗体，并将SERS标记的免疫金溶胶作为探针结合扫描电镜技术，对免疫球蛋白羊抗小鼠lgG分子与银基底的相互作用进行了研究由于此项技术能够准确控制并全面了解免疫球蛋白IgG在固相基底表面的吸附作用因而对于医学免疫的检测具有极其重要的意义.3.激光共振拉曼光谱技术采用共振拉曼偏振测量技术不加任何处理就可以得到到人体体液的拉曼谱图，许多生物分子的电子吸收带位于紫外区，Wen等在生物样品的紫外共振拉曼光谱方面进行了研究，利用紫外共振拉曼技术先后研究了蛋白质核酸、DNA、丝状病毒粒子、牛细胞色素氧化酶等，并获得了许多关于生物大分子结构方面的信息。
第五章拉曼光谱
2020/4/7
33
5. 拉曼活性
当某个散射源，例如分子的某个振动模 k， 在入射光激发下，可以产生拉曼散射，则称该 振动模是拉曼活性的 。
? 拉曼活性的条件：振动 k的微商极化率不等于
零，即
a?k' ? 0
决定因素：体系的空间对称性 结论：拉曼的选择定则与空间对称性相关
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34
分子结构
电磁波与光学波的共振
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光波与横光学声子共振产生极化激元（ polariton ）
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37
极化激元的测量
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7.晶体的对称性与拉曼散射
(1)拉曼张量是否为零由晶体的对称性来决定
(2)凡是晶体对称性相同的晶体都具有相同数 目和对称性的拉曼振动模，而且一定的拉 曼张量形式就对应于拉曼实验一定的偏振 选择定则，即如果实验中的晶体是有固定 的空间取向的，那么几何配置不同的拉曼 光谱实验就会探测到不同对称性的拉曼振 动模。
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40
第三节 拉曼光谱的实验知识
一 几何配置（由Porto等人规定）
G1(G2G3)G4
其中： Gi用X，Y和Z表示。 G1和G4分别表示入射光 和散射光的传播方向， G2和 G3分别表示入射光 和散射光的偏振方向。
注：晶体的拉曼光谱实验，重要的是要选择好散射 实验的几何配置。原则上要想法设法只记录一 种对称类型的振动模的拉曼散射。
第三节拉曼光谱的实验知识20126847对称分子非对称分子介于0到34之间值越小分子对称性越高在入射激光的垂直与平行方向置偏振器分别测得散射光强则退偏比第三节拉曼光谱的实验知识20126848与入射光能量不确定性有关的特性第三节拉曼光谱的实验知识拉曼散射获得的是原子或离子运动的非即时的时间的平均谱20126849与入射和散射光动量有关的特性动量守恒定律第三节拉曼光谱的实验知识对于固体中的晶格振动波即所谓声子入射光和散射光的能量改变可以忽略因此有k因此在背向散射时所测量的拉曼光谱是波矢近似为零的长波声子的光谱20126850四
物理实验技术中的拉曼光谱测量技巧
物理实验技术中的拉曼光谱测量技巧拉曼光谱是一种非常重要的光谱分析技术，广泛应用于物理、化学、材料科学等领域。
它能够提供样品的分子结构、化学键性质以及晶格振动等信息，对于研究物质的结构和性质具有重要意义。
而在拉曼光谱测量中，合理使用测量技巧能够提高实验的准确性和可靠性。
本文将重点介绍几种常用的拉曼光谱测量技巧。
首先，选择合适的激光光源是拉曼光谱测量中的关键之一。
在选择激光光源时，要考虑样品的特性以及所需的测量精度。
常用的激光光源有氩离子激光器、固体激光器和半导体激光器等。
氩离子激光器具有较高的功率和较窄的谱线宽度，适合于对强拉曼光谱的测量，但其成本较高。
固体激光器和半导体激光器则适用于对弱拉曼光谱的测量。
其次，调节激光光束的聚焦度是拉曼光谱测量中的另一个关键步骤。
激光光束的聚焦度直接影响到信号的强度和分辨率。
通常，聚焦度过大会导致信号强度分散，而聚焦度过小则会使信号集中在一个小区域内。
因此，我们需要通过适当调整进出激光光束的光学设备，如透镜、准直器等，来实现合适的聚焦度。
在实验过程中，还要注意样品与光束的相对位置，以获得最佳的信号强度。
此外，有效地抑制背景光对拉曼光谱的干扰也非常重要。
背景光包括散射光和荧光光，它们会掩盖样品的拉曼信号，降低测量的精确性。
为了有效抑制背景光，可以使用准直光栅或截断滤光片来选择特定波长范围的光信号。
此外，将样品放置在低荧光背景材料上，或使用液氮冷却系统降低样品的温度，都可以有效地减小荧光光的干扰。
此外，合理设计实验系统的光学路径也是拉曼光谱测量中需要注意的问题。
光学路径的设计应尽量减小信号丢失，并使信号成分尽可能均匀地投射到光谱仪探测器上。
为此，可以根据实验需要选取合适的光学元件和减小光学元件的反射和散射等损失。
此外，在样品固定位置的调整和光谱仪的参数设置方面也要进行细致的调试。
最后，数据处理是拉曼光谱测量中的最后一环节。
数据处理的目标是提取出样品中的拉曼信号，并去除背景干扰、噪音等因素。
四氯化碳的拉曼光谱及其退偏度 相关实验
和 来表示。 表示的是平均极化率，是
“平均”极化的度量，相应的 是各向异性 率，表示的是各向异化的度量。如果振动是 完全对称的，那么 为零，如果振动是完全 不对称的，那么 为零。 从参考文献 1 中可以知道对于 CCl4 的不 同振动的退偏度为：
波数绝对值/cm-1 458 218 776 314
表 3 CCl4 斯托克斯线的退偏度计算 振动 模式 E1 T2 A1 T1*
I I //
1239
1340
236
260
1558
170
0.79
0.78
0.05
0.79
0.75
0.75
0
0.75
*取波数为 766cm-1 的峰计算 结语 本文根据拉曼光谱的相关理论，应用 LRS-III 型拉曼光谱仪，测量了 CCl4 的拉曼光 谱及其退偏度性质。 本实验获得的拉曼光谱 图以及退偏度和理论以及前人实验相符。 使 用简单的仪器和测量条件得到这样的结果， 说明拉曼光谱是一种简单有效的确定分子 结构和振动特性的方法， 还有更多的内容可 以在以后的实验中继续进行。
四氯化碳的拉曼光谱及其退偏度 相关实验
安克难1 白翠琴2 （上海市复旦大学物理系 上海 200433）
摘要：使用 LRS-III 型激光拉曼光谱仪得到了四氯化碳（CCl4）的激光拉曼光谱图。并 设计实验通过计算机处理数据得到退偏度，结果和理论值相比符合。从实验中了解 简单的通过拉曼光谱得到分子结构的方法，加深了对拉曼光谱技术的理解。 关键字：激光拉曼光谱，四氯化碳，退偏度，近代物理实验
1
在拉曼光谱中共能找到对称的四对峰。 分别 对应着四种振动模式的斯托克斯线和反斯 托克斯线。 2.3. 拉曼散射的退偏度 在拉曼散射中， 当电磁波与分子与系统 作用时，电磁波的偏振状态常常改变，这种 现象叫做退偏。 退偏度衡量了分子振动的对 称程度。在本实验中定义为 1：
Raman拉曼光谱知识讲解
• 斯托克斯线和反斯托克斯线对 应，完全对称地分布于瑞利线 两侧。
• 反斯托克斯线比斯托克斯线弱 得多,一般记录的拉曼光谱只取 斯托克斯线,且略去负号.
四氯化碳的部分拉曼光谱图 激光器辐射波长l0 = 488 nm
拉曼位移 (Raman shift)
散射光频率与激发光频率之差： = |0 – s|
样品分子中的电子首先被一
个频率为0的光子激发至受
激虚态(准激发态,不稳定), 当电子从虚态跃迁回基态时
,将发射频率为的光子.
分子的散射能级图
h0
h0
受激 虚态
h(0-△) h(0+△)
瑞利散射：
h0
光子与分子间无能量交换
瑞利线 = 0
h0
h0
拉曼散射： ●分子由基态跃迁到激发态
Stokes线
斯托克斯线 = 0-△
于瑞利线的位移表示的拉曼光谱
h0
波数与红外光谱的波数相一致。
入射
散射
h
h
E1
红外吸收 拉曼散射
E0
拉曼光谱与红外光谱
同
同属分子振(转)动光谱
异红：外红：外适用于分研子究对不同红原外子光的的极性吸键收振动 －O强H,度－由C分＝子O，偶－极C距－决X定
拉异曼：：拉适曼用于分研子究同对原激子光的非的极散性射键振动 －N－强N度－由, －分C子－C极－化，率C决＝定C
■ 是衡量分子在电场作用下发生极化的难易程度 ■ 分子中两原子距离最大时， 也最大 ■ 只有引起极化率变化的分子振动才产生拉曼散射(光谱选律) ■ 拉曼散射强度与极化率成正比例关系
三、拉曼光谱图与拉曼位移
拉曼光谱图以散射强度为纵
拉曼光谱
定性解释拉曼光谱的偏振特性。
Z
沿y方向的入射光，是平
Ez
面偏振光（激光），偏振方
Iz
Y 向是沿z方向记为Ez。照在一
入射光方向 球形分子的外面的电子云是
观察方向
X (检测方向)
球形的。
⑴若分子与入射光作用后，分子的电子云仍是球
形的，那在x方向测到的拉曼散射光仍是沿z方向的偏
分子
AB A
振动膜
AB A
A BA
AB A
极化率随简 正坐标的变 化（示意图）
极化率导数
≠0
拉曼活性
是
偶极距随简 正坐标的变 化（示意图）
偶极距导数
=0
红外活性
非
＝0
＝0
非
非
≠0
≠0
是
是
上表是线型分子ABA的极化率和偶极矩在平衡位置附近
的变化以及振动的拉曼活性及振动的红外活性。
例：CO2：3N－5＝4 有四个振动模式
量子力学理论证明，光谱跃迁 的选择定则为：
∫ φi Pφf dτ ≠ 0
扰动
φf φi
其中， φi 和φf为分子在初态和 终态的波函数，P为感生偶极矩。
根据经典理论：P=αE。其中P是矢量，E是入射 光的电场也是矢量， α是极化率，在分子振动时，它 是极化率椭球，要用张量表示。
写成分量形式：
Px xx xy xz E x P Py yx yy yz E y
e2i(Ei / h)t ,简谐波函数是全对称
∴只有当αxy和φf属同一对称类时，分子从i→f，E0→Ei 的跃迁是拉曼活性的。即∫ φi Pφf dτ ≠ 0 —— 拉曼活性 的量子条件。
Raman拉曼光谱
例：四氯化碳的拉曼偏振光谱
■ 459 cm-1所对应的振 动，ρp ~0，各向同性 ■ 314和218 cm-1所对 应的振动，ρp 较大，为 各向异性
CCl4的拉曼偏振光谱
第四节 拉曼光谱与红外光谱的比较
N2/3H2气体体系下的拉曼光谱
Fe-H: 1951 Fe-N: 423, 443 Fe-N2(吸附活化的N≡N）: 1940，2040
钒负载量增加
V2O5 O=V(-O-Si)3
1035
12V/SiO2
V2O5 晶相
9V/SiO2 6V/SiO2
3V/SiO2
1V/SiO2 SiO2
200
400
600
800 1000 1200
Raman shift /cm-1
多钒酸盐 物种
分立的 VO4物种
V/SiO2催化剂的Raman表征
2. 催化剂表面吸附物种及催化反应机理的研究
● 拉曼光谱的发展
1928年,印度物理学家Raman首次发现Raman散射效应,1930年获诺 贝尔奖. 但由于拉曼散射光仅为入射光强的10-10, 当时所用光源 强度不高,产生的拉曼效应太弱,故很快被红外光谱所取代.
20世纪60年代起,随着激光技术的飞速发展,引 入新型激光作为激发光源,使得拉曼光谱技术
粒子数反转
激发态原子数大于基态原子数的现象，称为粒子数 反转分布。
处于粒子数反转分布的工作物质称为增益介质。当光通过
增益介质时，光就被放大。
I＝I0exp(GL)
I和I0－分别为初始和增益后的光强 G－增益系数； L－工作物质长度
拉曼光谱
四氯化碳的拉曼光谱研究杨润秋（北京师范大学 物理系 07级 100875）指导教师：白在桥 实验时间：2010-3-31摘 要：本文以波长为532nm 的半导体激光器作为光源，研究了CCl 4液体样品分子的拉曼光谱。
测量得到了其四个简振模式的波数。
同时测量得到了各模式对应谱线在垂直于平行方向的退偏度的大小。
关键词：拉曼光谱 四氯化碳 固有频率 退偏度一、 引言拉曼散射光谱是研究物质结构的一个强有力的工具，利用拉曼散射谱线与散射体中分子的振动和转动、或晶格的振动等有关，为研究分子结构提供了一种重要手段。
拉曼散射光谱在1923年被史梅尔从理论上预言，并在1928年被印度物理学家拉曼与克利希南所证实。
本实验利用激光照射在CCl 4上所散射的拉曼光谱，来研究CCl 4分子振动的对称性，并通过实验熟悉拉曼光谱的测量方法与利用拉曼光谱研究分子振动的手段。
二、 实验原理2.1 分子的振动分子振动有自己的振动模式（简正模），一个多原子分子振动时，总可以根据运动的分解与叠加原理把分子的复杂振动分解为由简正模所组成的简正振动。
当频率为0ω的光入射到分子上时，光的频率0ω与分子振动的简正频率k ω相互耦合，结果会产生新的光辐射的频率k ωω±0，这种光辐射就是拉曼光谱谱线中的（反）斯托克斯分量，而对于弹性散射的光子而言，其散射光的频率没有变化，这就是拉曼光谱中的瑞利谱线。
所以拉曼光谱中，（反）斯托克斯总是对称分布于瑞利线的两侧。
电磁波辐射为电偶极辐射，对于入射光场)cos(00t E E ω=的作用，分子将产生电偶极矩E A P ∙=( 1)其中A 为一个二阶张量，称为极化率张量，为一个对称张量，与分子结构及其对称性有关。
在A 的一级近似下，分子感应产生的电偶极矩P 可表示为：∑-=±±∂∂+∙=33100000])cos[()()cos(N k k k k kt Q q At E A P ϕωωω( 2) 可以看出，在一级近似下，电偶极矩中产生了频率为k ωω±0的振动，故会产生相应的电磁波辐射，即（反）斯托克斯辐射。