激光拉曼光谱仪 一．【目的要求】 1.学习和了解拉曼散射的基本原理； 2.学习使用激光拉曼光谱仪测量CCL4的谱线； 二．【仪器用具】 LRS-3型激光拉曼光谱仪、CCL4、计算机、打印机 三．【原 理】 1. 拉曼散射 光照射介质时，除被介质吸收、反射和透射外，总有一部分被散射。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，频率变化小于3×105HZ，或者说波数变化小于10-5cm-1，这类散射通常称为瑞利（Rayleigh）散射；第二类，散射光频率与入射光频率有较大差别，频率变化大于3×1010Hz，或者说波数变化大于1cm-1，这类散射就是所谓拉曼（Raman）散射；散射光频率与入射光频率差介于上述二者之间的散射被称为布里渊（Brillouin）散射。从散射光的强度看，瑞利散射的强度最大，一般都在入射光强的10-3左右，常规拉曼散射的强度是最弱的，一般小于入射光强的10-6。 在经典理论中，拉曼散射可以看作入射光的电磁波使原子或分子电极化以后所产生的，因为原子和分子都是可以极化的，因而产生瑞利散射，因为极化率又随着分子内部的运动(转动,振动等)而变化，所以产生拉曼散射。 在量子理论中,把拉曼散射看作光量子与分子相碰撞时产生的非弹性碰撞过程.当入射的光量子与分子相碰撞时,可以是弹性碰撞的散射，也可以是非弹性碰撞的散射。在弹性碰撞过程中,光量子与分子均没有能量交换，于是它的频率保持恒定，这叫瑞利散射；在非弹性碰撞过程中光量子与分子有能量交换, 光量子转移一部分能量给散射分子, 或者从散射分子中吸收一部分能量，从而使它的频率改 变，它 取 自 或给 予 散射分子 的能量只 能 是 分子 两 定态 之 间 的差 值21EEE,当光量子把一部分能量交给分子时,光量子则以较小的频率散射出去，称为频率较低的光(斯托克斯线)，散射分子接受的能量转变成为分子的振动或转动能量，从而处于激发态 E1 ,这时的光量子的频率为0';当分子已经处于振动或转动的激发态 E1 时,光量子则从散射分子中取得了能量E (振动或转动能量),以较大的频率散射，称为频率较高的光(反斯托克斯线) ,这时的光量子的频率为0'。如果考虑到更多的能级上分子的散射,则可产生更多的斯托克斯线和反斯托克斯线。 最简单的拉曼光谱如图 1所示,在光谱图中有三种线，中央的是瑞利散射线，频率为0 ，强度最强；低频一侧的是斯托克斯线，与瑞利线的频差为，强度比瑞利线的强度弱很多...
