拉曼光谱的原理及应用

拉曼光谱的原理及应用 拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。这些技术是：CCD 检测系统在近红外区域的高灵敏性，体积小而功率大的二极管激光器，与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。这些产品连同高口径短焦距的分光光度计，提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。 （一）含义 光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应 当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、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。在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱 的与入射光频率发生位 移 的拉曼谱线 ，这种 现 象 称为拉曼效应。由于拉曼谱线 的数 目 ，位 移 的大小，谱线 的长度直接 与试样分子 振 动 或转 动能 级 有关 。因 此 ，与红外吸 收 光谱类 似 ，对拉曼光谱的研 究 ，也 可 以得到有关 分子 振 动 或转 动 的信息 。目 前 拉曼光谱分析 技术已 广泛应用于物质的鉴 定 ，分子 结构 的研 究 谱线 特 征 （二）拉曼散射光谱具 有以下明显 的特 征 ： a.拉曼散射谱线 的波数 虽 然 随 入射光的波数 而不同，但 对同一样品，同一拉曼谱线 的位 移 与入射光的波长无 关 ,只 和样品的振 动 转 动 能 级 有关 ； b. 在以波数 为变 量的拉曼光谱图 上，斯 托 克 斯 线 和反 斯 托 克 斯 线 对称地 分布在瑞利散射线 两 侧 , 这是由于在上述 两 种 情 况 下分别 相应于得到或失 去 了一个 振 动 量子 的能 量。 c. 一般 情 况 下，斯 托 克 斯 线 比反 斯 托 克 斯 线 的强 度大。这是由于Boltzmann分布，处 于振 动 基 态 上的粒子 数 远 大于处 于振 动 激发态 上的粒子 数 。 （三 ）拉曼光谱技术的优 越 性 提供快 速 、简 单、可 重 复 、且 更重 要 的是无 损 伤 的定 性定 量分析 ，它 无 需 样品准 备 ，样品可 直接 通 过光纤探头或者 通 过玻 璃 、石 英 、和光纤测量。此 外 1 由于水的拉曼散射很微弱，拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具...