拉曼光譜原理
光照射到物質(zhì)上發(fā)生彈性散射和非彈性散射. 彈性散射的散射光是與激發(fā)光波長(zhǎng)相同的成分,非彈性散射的散射光有比激發(fā)光波長(zhǎng)長(zhǎng)的和短的成分, 統(tǒng)稱(chēng)為拉曼效應(yīng)。拉曼效應(yīng)是光子與光學(xué)支聲子相互作用的結(jié)果,。
拉曼效應(yīng)起源于分子振動(dòng)(和點(diǎn)陣振動(dòng))與轉(zhuǎn)動(dòng),，因此從拉曼光譜中可以得到分子振動(dòng)能級(jí)(點(diǎn)陣振動(dòng)能級(jí))與轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)結(jié)構(gòu)的知識(shí)。用虛的上能級(jí)概念可以說(shuō)明了拉曼效應(yīng):
設(shè)散射物分子原來(lái)處于基電子態(tài),，振動(dòng)能級(jí)如圖所示,。當(dāng)受到入射光照射時(shí)，激發(fā)光與此分子的作用引起的極化可以看作為虛的吸收,，表述為電子躍遷到虛態(tài)（Virtual state）,，虛能級(jí)上的電子立即躍遷到下能級(jí)而發(fā)光，即為散射光,。設(shè)仍回到初始的電子態(tài),，則有如圖所示的三種情況。因而散射光中既有與入射光頻率相同的譜線(xiàn),，也有與入射光頻率不同的譜線(xiàn),，前者稱(chēng)為瑞利線(xiàn)，后者稱(chēng)為拉曼線(xiàn),。在拉曼線(xiàn)中,，又把頻率小于入射光頻率的譜線(xiàn)稱(chēng)為斯托克斯線(xiàn)，而把頻率大于入射光頻率的譜線(xiàn)稱(chēng)為反斯托克斯線(xiàn),。
附加頻率值與振動(dòng)能級(jí)有關(guān)的稱(chēng)作大拉曼位移,，與同一振動(dòng)能級(jí)內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)有關(guān)的稱(chēng)作小拉曼位移：
大拉曼位移：(為振動(dòng)能級(jí)帶頻率)
小拉曼位移：(其中B為轉(zhuǎn)動(dòng)常數(shù))
簡(jiǎn)單推導(dǎo)小拉曼位移：利用轉(zhuǎn)動(dòng)常數(shù)
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