拉曼光谱仪 原理（拉曼光谱仪的工作原理）

当光照射分子并与分子中的电子云和分子键相互作用时，就会发生拉曼效应。对于自发拉曼效应，光子将分子从基态激发到虚拟能态。当处于激发态的分子发射光子并返回到不同于基态的旋转或振动状态时。基态和新态之间的能量差异导致释放的光子的频率与激发光的波长不同。

如果最终振动状态的分子比初始状态具有更高的能量，则激发光子的频率会更低，以确保系统的总能量守恒。这种频率的变化称为斯托克斯频移。如果分子在最终振动状态下的能量低于初始状态下的能量，则激发光子的频率将会更高。这种频率变化称为反斯托克斯频移。拉曼散射是由于光子和分子之间的相互作用引起的能量转移，是非弹性散射的一个例子。

关于振动的协调，分子极化电位的变化或电子云的变化是分子拉曼效应的必然结果。极化率的变化量将决定拉曼散射强度。该模式的频率变化由样品的旋转和振动状态决定。

1.瑞利散射：弹性碰撞；没有能量交换，只有方向改变；

2.拉曼散射：非弹性碰撞；方向改变和能量交换；

拉曼光谱的特点

1、不同物质的拉曼位移不同；

2、对于同一物质，与入射光的频率无关；它是表征分子振动平移能级的特征物理量；它是定性和结构分析的基础；

3、拉曼线对称分布在瑞利线两侧，长波一侧为斯托克斯线，短波一侧为反斯托克斯线；

4、斯托克斯线的强度比反斯托克斯线强；

拉曼光谱的组成和特征

拉曼光谱通常由一定数量的拉曼峰组成，每个拉曼峰代表相应的拉曼位移和强度。每个谱峰对应一个特定的分子键振动，其中既包括单个化学键，如C-C、C=C、N-O、C-H等，也包括由多个化学键组成的基团的振动，如苯环。呼吸振动、高分子长链振动、晶格振动等。

拉曼光谱可以提供有关样品的化学结构、相和形态、结晶度和分子相互作用的详细信息。

主要拉曼光谱仪

激光拉曼光谱

氩激光：

波长： 514.5nm、488.0nm；

单色仪：

光栅、多个单色仪；

探测器：

光电倍增管、光子计数器；

审稿人：刘庆