拉曼光谱的基本原理是什么？什么是拉曼光谱

本文目录

• 拉曼光谱的基本原理是什么
• 什么是拉曼光谱
• 拉曼光谱图怎么分析
• 拉曼光谱中的D峰和G峰分别是什么意思
• 为什么拉曼光谱中瑞利散射的强度只比拉曼散射大两个数量级
• 哪种分子的拉曼谱图比较好辨认

拉曼光谱的基本原理是什么

原理：对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。 介绍：拉曼光谱，是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家CV拉曼所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。 特征： 1.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。2.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。 3. 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。

什么是拉曼光谱

拉曼光谱仪是一种光谱仪系列的简称，基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)发现拉曼散射效应。拉曼光谱仪的原理是什么？又能测什么物质呢？

　　1. 拉曼光谱基本原理

　　当一束频率为V0的单色光照射到样品上后，分子(或原子)可以使入射光发生散射或者反射。大部分光只是改变方向发生散射，而光的频率仍与激发光的频率(即V0)相同，这种散射称为瑞利散射(，大约占据99%左右;约占总散射光强度的 10E-6～10E-10的散射，不仅改变了光的传播方向，而且散射光的频率也改变了，不同于激发光的频率，称为拉曼散射。拉曼散射中频率减少的，即V1V0的散射称为反斯托克斯散射，斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射强得多，拉曼光谱仪通常测定的大多是斯托克斯散射，也统称为拉曼散射。拉曼光谱可以作为分子结构定性分析。激光入射到样品，产生散射光：散射光为弹性散射，频率不发生改变为瑞丽(Rayleigh)散射;散射光为非弹性散射，频率发生改变为拉曼(Raman)散射。如图：Rayleigh散射(左)： 弹性碰撞;无能量交换，仅改变方向;Raman散射(右)： 非弹性碰撞;方向改变且有能量交换。其中，E0基态，E1振动激发态;E0+ hν0，E1+ hν0激发虚态;获得能量后，跃迁到激发虚态。

  2.拉曼光谱仪组成和使用

　　散射光相对于入射光频率位移与散射光强度形成的光谱称为拉曼光谱。拉曼光谱仪一般由光源、外光路、色散系统、及信息处理与显示系统五部分组成。那么拉曼光谱仪能够测什么呢？

　　拉曼光谱仪的使用，首先要具有激发波长，一般使用的激发波长都是几个固定的，如785nm,532nm, 1064nm等等。其次要有接收器，由于拉曼散射的信号无方向性，所以要使用如积分球、准直透镜等采样附件。由于拉曼光谱具有分辨率较高等特点，故其可以广泛应用于有机物、无机物以及生物样品的应用分析中。

        3.拉曼光谱仪谱图提供丰富的物质信息

　　拉曼谱线的数目、拉曼位移、和谱线强度等参量提供了被散射分子及晶体结构的有关信息，能够揭示原子的空间排列和相互作用。

综上所述，拉曼光谱仪凭借其优势能够很好地提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性分析，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；目前，拉曼光谱仪主要适用于科研院所、高等院校物理和化学实验室、生物及医学领域等光学方面，研究物质成分的判定与确认

拉曼光谱图怎么分析

拉曼光谱图分析：是基于印度科学家C.V.拉曼（Raman）所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。

拉曼光谱（Raman spectra），是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼（Raman）所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。

电化学原位拉曼光谱法的测量装置主要包括拉曼光谱仪和原位电化学拉曼池两个部分。拉曼光谱仪由激光源、收集系统、分光系统和检测系统构成, 光源一般采用能量集中、功率密度高的激光, 收集系统由透镜组构成, 分光系统采用光栅或陷波滤光片结合光栅以滤除瑞利散射和杂散光以及分光检测系统采用光电倍增管检测器、半导体阵检测器或多通道的电荷藕合器件。

原位电化学拉曼池一般具有工作电极、辅助电极和参比电极以及通气装置。为了避免腐蚀性溶液和气体侵蚀仪器, 拉曼池必须配备光学窗口的密封体系。

在实验条件允许的情况下, 为了尽量避免溶液信号的干扰, 应采用薄层溶液(电极与窗口间距为0.1～1mm) , 这对于显微拉曼系统很重要, 光学窗片或溶液层太厚会导致显微系统的光路改变, 使表面拉曼信号的收集效率降低。电极表面粗化的最常用方法是电化学氧化- 还原循环(Oxidation-Reduction Cycle,ORC)法, 一般可进行原位或非原位ORC处理。

拉曼光谱中的D峰和G峰分别是什么意思

D-峰和G-峰均是C原子晶体的 Raman特征峰,分别在1300cm^-1 和 1580 cm^-1附近，D-峰代表的是C原子晶的**,G-峰代表的是C原子sp2杂化的面内伸缩振动，另外,固体物理里的解释是声子振动模，过于难理解,这里就不多解释了。

I(D) / I(G) 是 D-峰和G-峰的强度比，这里的 I 代表intensity，强度的意思，这个比值可以用来描述这两个峰的强度关系，前面讲了，D-峰代表晶格的**，所以这个值越大,代表C原子晶体的**比较多。最后来说说为什么要做Raman光谱.因为对于纯C元素的晶体，要检测其结构是无法用红外光谱的。

www．glt910．com红外光谱只能对具有红外活性的分子有强的吸收信号，所谓红外活性,是指偶极变化不为零，结构越对称的结构，那么偶极的变化就越小，比如 C-C,C=C,C三C,O-O,N三N 等，这类同核双原子对都是红外非活性的。

因此，在红外光盘上很难观测到这些同核双原子对的伸缩振动特征峰（如果要观测它们,除非在它们的周围接上不对称的基团才能检测到相对微弱的红外吸收峰），高利通拉曼光谱仪厂家但是，一般而言,红外活性弱的同核双原子对，其Raman活性会比较强，因此可以很容易在Raman光谱上检测到它们的Raman峰，这就是为什么要做Raman光谱的原因。

扩展资料：

一，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。

2 拉曼散射一次可以同时覆盖50-4000波数的区间，可对有机物及无机物进行分析。相反，若让红外光谱覆盖相同的区间则必须改变光栅、光束分离器、滤波器和检测器。

3 拉曼光谱谱峰清晰尖锐，更适合定量研究、数据库搜索、以及运用差异分析进行定性研究。在化学结构分析中，独立的拉曼区间的强度和功能集团的数量相关。

4 因为激光束的直径在它的聚焦部位通常只有0.2-2毫米，常规拉曼光谱只需要少量的样品就可以得到。这是拉曼光谱相对常规红外光谱一个很大的优势。而且，拉曼显微镜物镜可将激光束进一步聚焦至20微米甚至更小，可分析更小面积的样品。

5 共振拉曼效应可以用来有选择性地增强大生物分子特个发色基团的振动，这些发色基团的拉曼光强能被选择性地增强1000到10000倍。

 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，几种重要的拉曼光谱分析技术

1、单道检测的拉曼光谱分析技术

2、以CCD为代表的多通道探测器的拉曼光谱分析技术

3、采用傅立叶变换技术的FT-Raman光谱分析技术

4、共振拉曼光谱分析技术

5、表面增强拉曼效应分析技术

拉曼光谱用于分析的优点和缺点

四，优点

1、拉曼光谱用于分析的优点

拉曼光谱的分析方法不需要对样品进行前处理，也没有样品的制备过程，避免了一些误差的产生，并且在分析过程中操作简便，测定时间短，灵敏度高等优点。

2、拉曼光谱用于分析的不足

(1)拉曼散射面积

(2)不同振动峰重叠和拉曼散射强度容易受光学系统参数等因素的影响

(3)荧光现象对傅立叶变换拉曼光谱分析的干扰

(4)在进行傅立叶变换光谱分析时，常出现曲线的非线性的问题

(5)任何一物质的引入都会对被测体体系带来某种程度的污染，这等于引入了一些误差的可能性，会对分析的结果产生一定的影响。

为什么拉曼光谱中瑞利散射的强度只比拉曼散射大两个数量级

首先，要清楚拉曼光谱中瑞利散射和拉曼散射的来源。瑞利散射是弹性散射，相当于电子吸收了光子能量后上升到一个虚能级，再往回跃迁到原来所在的能级时，又发射出了相同频率的光子。而拉曼散射则是电子上升到虚能级后没有回到原来的能级，而是回到了高于或低于原来的能级上，故发射出来的光子频率有改变。瑞利散射基本上是光子与原子的内层电子反应产生的。由于内层电子的能级相对固定，所以光子在碰撞过程中的能量转移并不大，频率也就没有什么变化。可以粗糙地理解为光子与原子发生了刚性碰撞。拉曼散射是光子与外层电子碰撞产生的。外层电子受的束缚较小，相对的能级选择较多。所以能发射各种频率的光子。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。由于外层电子的活动区域相对较大，空间分布会更稀疏一些，与光子碰撞的概率要比内层电子小得多。这是我的理解。至于你问的为什么拉曼光谱中瑞利散射的强度只比拉曼散射大两个数量级，是觉得差距还不够大吗？

哪种分子的拉曼谱图比较好辨认

单分子结构的拉曼谱图比较好辨认。拉曼光谱（Ramanspectra），是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼（Raman）所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。电化学原位拉曼光谱法,是利用物质分子对入射光所产生的频率发生较大变化的散射现象,将单色入射光(包括圆偏振光和线偏振光)激发受电极电位调制的电极表面,通过测定散射回来的拉曼光谱信号(频率、强度和偏振性能的变化)与电极电位或电流强度等的变化关系。