《Raman散射》PPT课件

《《Raman散射》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、刘雪芹物理科学与技术学院Raman散射与分子振动光谱牛顿－对可见光谱首次科学研究“Spectre”（幽灵）“Spectrum”物质入射光反射光散射透射光散射现象散射现象存在于任何分布的不均匀性体系。为什么晴朗的天空呈现蓝色？朝霞和晚霞呢？光散射现象如何解释蓝天和彩霞400nm500nm600nm700nmd1d2d3地球大气层Raman解释了水分子对光线的散射使海水显出蓝色。这与大气分子散射阳光而使天空呈现蓝色的机理完全一样。对太阳光的瑞利散射，瑞利散射光的强度与波长有关，波长越短越强。I1/4瑞利散射RamanSpectrum基本原理Raman与

2、红外光谱的关系仪器应用发展分子振动、对称与群论§1拉曼光谱基本原理一、拉曼效应1.弹性散射：在散射过程中没有发生能量变化的散射。2.非弹性散射：在散射过程中发生能量变化的散射。3.拉曼散射：对称地分布在瑞利散射光的两侧但其强度大大弱于瑞利散射（约为10-6—10-9）的散射，低于入射光频率的散射线称为斯托克斯线，高于入射光频率的散射线称为反斯托克斯线。4.拉曼效应的历史渊源样品池透过光λ不变瑞利散射λ不变拉曼散射λ变λ增大λ减小CCl4的拉曼光谱Stockslinesanti-StockeslinesRayleighscatteringΔν/cm-1拉

3、曼位移（Ramanshift）Δν=

4、ν0–νs

5、,即散射光频率与激发光频之差。Δv取决于分子振动能级的改变，所以他是特征的。适用于分子结构分析与入射光波长无关C.VRaman，印度物理学家1923年，德国的Smekal理论上预言了光的非弹性散射，同期，印度物理学家Raman发现苯的散射光谱是不连续的；1926年，Raman在论文中并没有肯定这种散射是非弹性的，以后的许多次实验最终证明了这种散射的非弹性，他将这种效应称为“一种新辐射”；1930年，42岁的Raman获得了诺贝尔物理学奖，这是亚洲人获得的第一个诺贝尔科学奖；1928年，Raman和Kri

6、shnan首先在液体苯中观察到了这种散射效应。此后不久，俄国物理学家Lardsberg和Mandelstam在石英中也发现了同样的光散射现象，他们称之为“联合散射光谱”，同时，Cabanues和Rocard在巴黎也证实了Raman的观察结果。Pringsheim撰文总结并指出Raman所发现的是一种全新的现象，并建议称之为Raman效应，即在1928年，有关Raman效应的论文就发表了58篇，第二年多达175篇，这在当时是数量惊人的；拉曼散射效应的进展：拉曼散射效应是印度物理学家拉曼（C.V.Raman）于1928年首次发现的，本人也因此荣获1930年

7、的诺贝尔物理学奖。1928~1940年，受到广泛的重视，曾是研究分子结构的主要手段。这是因为可见光分光技术和照相感光技术已经发展起来的缘故；1940~1960年，拉曼光谱的地位一落千丈。主要是因为拉曼效应太弱（约为入射光强的10-6），并要求被测样品的体积必须足够大、无色、无尘埃、无荧光等等。所以到40年代中期，红外技术的进步和商品化更使拉曼光谱的应用一度衰落；1960年以后，激光技术的发展使拉曼技术得以复兴。由于激光束的高亮度、方向性和偏振性等优点，成为拉曼光谱的理想光源。随探测技术的改进和对被测样品要求的降低，目前在物理、化学、医药、工业等各个领域

8、拉曼光谱得到了广泛的应用，越来越受研究者的重视。黄昆先生1954年在英国出版与波恩合著的名著《晶格动力学理论》，成为声子物理和拉曼散射的经典理论著作。1988建立起超晶格拉曼散射理论2002年获国家科技奖。印度物理学家Raman1928年发现非弹性散射《Nature》的三封电报1928年2月16日1928年3月8日1928年3月22日同年Pringsheim（普林斯海姆）建议称为“拉曼效应”1962年激光作拉曼光谱的光源1930年诺贝尔物理学奖w0wStokesCCD-CameraPMFT-Ramanspectrometer435,8nm(Hg-lin

9、e)SpectrumtakenbyRamanin1929;Resolutionca.10cm-1SampleVolume:ca.1literExposuretime:ca.40hoursSpectrumtakenwithamodernRamanset-up;Resolutionca.0.5cm-1SampleVolume:ca.1mlAccumulationtime:ca.1sRamanSpectrumofCCl4Stokesanti-StokesIsotopic(35,37Cl)splittingofn1-vibrationP(3)=1/6γ·E·E

10、·E（4）α是分子的极化率，数量单位在10-40cv-1m2，是二阶张量，β是分子的超极化率，