激光拉曼光谱实验报告

激光拉曼光谱实验报告摘要：本实验讨论了用半导体激光器泵浦的：晶体并倍频后得到的 532nm激光作为激发光源照射液体样品的分子而得到的拉曼光谱，谱线很好地吻合了理论分析的分子 4 种振动模式，且频率的实验值与标准值比误差低于 2%。又利用偏振片与半波片获得与入射光偏振方向垂直与平行的出射光，确定了各振动的退偏度，分别为0.013、0.853、0.869、0.940，和标准值 0 和 0.75 比较偏大。关键词:拉曼散射、分子振动、退偏一，引言1928 年，印度物理学家拉曼（C.V.Raman）和克利希南（K.S.Krisman）实验发现，当光穿过液体苯时被分子散射的光发生频率变化，这种现象称为拉曼散射。几乎与此同时联物理学家兰斯别而格（G.Landsberg）和曼杰尔斯达姆（L.Mandelstamm）也在晶体石英样品中发现了类似现象。在散射光谱中，频率与入射光频率一样的成分称为瑞利散射，频率对称分布在两侧的谱线或谱带即为拉曼光谱，其中频率较小的成分又称为斯托克斯线，频率较大的成分又称为反斯托克斯线。这种新的散射谱线与散射体中分子的震动和转动，或晶格的振动等有关。拉曼效应是单色光与分子或晶体物质作用时产生的一种非弹性散射现象。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，对拉曼光谱的讨论，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，分子结构的讨论谱线特征。20 世纪 60 年代激光的问世促进了拉曼光谱学的进展。由于激光极高的单色亮度，它很快被用到拉曼光谱中作为激发光源。而且基于新激光技术在拉曼光谱学中的使用，进展了共振拉曼、受激拉曼散射和番斯托克斯拉曼散射等新的实验技术和手段。拉曼光谱分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术,其信号来源于分子的振动和转动。它提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，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 。拉曼光谱的分析方向有定性分析、结构分析和定量分析。本实验将用半导体激光器泵浦的：晶体并倍频后得到的 532nm 激光作为激发光源讨论液体样品的分子的拉曼光谱。二，实验原理1，分子的振动由 N 个原子组成的分子具有 3N 个自由度。由于分子质心有 3 个平移自由度，非线性分子有 3 个转动自由度，因此其余 3N-6 个自由度是描述分子中的原子振动的。分子原子的振动很复杂，但是总可以根据运动...