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來源丨實驗與分析整理自網絡

近年來拉曼光譜的應用范圍越來越廣泛，在純定性分析、高度定量分析和測定分子結構方面都有很大價值。所以，現階段很多實驗室都置備了拉曼光譜儀，今天小析姐就和大家分享一下拉曼光譜的一些實用小知識。

1928年，印度物理學家C. V. Raman他們在用汞燈的單色光來照射CCl4液體時，在液體的散射光中觀測到了頻率低于入射光頻率的新譜線。在喇曼等人宣布了他們的發現的幾個月后，蘇聯物理學家蘭德斯別爾格等也獨立地報道了晶體中的這種效應的存在。

光照射到物質上時會發生非彈性散射，散射光中除有與激發光波長相同的彈性成分（瑞利散射）外，還有比激發光波長長的和短的成分，后一現象統稱為拉曼（Raman）效應。

拉曼光譜的含義

光照射到物質上發生彈性散射和非彈性散射。彈性散射的散射光是與激發光波長相同的成分。非彈性散射的散射光有比激發光波長長的和短的成分，統稱為拉曼效應。

當用波長比試樣粒徑小得多的單色光照射氣體、液體或透明試樣時，大部分的光會按原來的方向透射，而一小部分則按不同的角度散射開來，產生散射光。在垂直方向觀察時，除了與原入射光有相同頻率的瑞利散射外，還有一系列對稱分布著若干條很弱的與入射光頻率發生位移的拉曼譜線，這種現象稱為拉曼效應。

由于拉曼譜線的數目，位移的大小，譜線的長度直接與試樣分子振動或轉動能級有關。因此，與紅外吸收光譜類似，對拉曼光譜的研究，也可以得到有關分子振動或轉動的信息。目前拉曼光譜分析技術已廣泛應用于物質的鑒定，分子結構的研究譜線特征。

拉曼(Raman)光譜基本原理

拉曼光譜是研究分子和光相互作用的散射光的頻率。

Rayleigh散射：彈性碰撞；無能量交換，僅改變方向；

Raman散射：非彈性碰撞；方向改變且有能量交換；

Raman散射:

Raman散射的兩種躍遷能量差：

產生stokes線；強；基態分子多；

產生anti-stokes線；弱；

Raman位移：

Raman散射光與入射光頻率差

；

設散射物分子原來處于基態，振動能級如圖所示。當受到入射光照射時，激發光與此分子的作用引起的極化可以看作為虛的吸收，表述為電子躍遷到虛態(Virtual state)，虛能級上的電子立即躍遷到下能級而發光，即為散射光。

當外來光子入射到分子時，可以設想分子吸收一個光子后躍遷到一個實際上不存在的虛能級，并立即回到原來所處的基態而重新發射光子，這是瑞利散射。

如果分子躍遷到虛能級不回到原來所處基態，而落到另一較高能級發射光子，這個發射的新光子能量hv′顯然小于入射光子能量hv，是拉曼散射的斯托克斯線(Stokes) ，兩光子能量差△E=h△v =h（v-v′）。△v就是拉曼散射光譜的頻率位移。反之發射光子頻率高于原入射光子頻率，為反斯托克斯線(anti-Stokes)。

斯托克斯線和反斯托克斯線統稱為拉曼譜線。由于在通常情況下，分子絕大多數處于振動能級基態，所以斯托克斯線的強度遠遠強于反斯托克斯線。