细说拉曼光谱仪原理

当光线照射到分子并且和分子中的电子云及分子键结产生相互作用，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一个虚拟的能量状态。当激发态的分子放出一个光子后并返回到一个不同于基态的旋转或振动状态。在基态与新状态间的能量差会使得释放光子的频率与激发光线的波长不同。

如果最终振动状态的分子比初始状态时能量高，所激发出来的光子频率则较低，以确保系统的总能量守衡。这一个频率的改变被名为Stokes shift。如果最终振动状态的分子比初始状态时能量低，所激发出来的光子频率则较高，这一个频率的改变被名为Anti-Stokes shift。拉曼散射是由于能量透过光子和分子之间的相互作用而传递，就是一个非弹性散射的例子。

关于振动的配位，分子极化电位的改变或称电子云的改变量，是分子拉曼效应必定的结果。极化率的变化量将决定拉曼散射强度。该模式频率的改变是由样品的旋转和振动状态决定。

1.Rayleigh散射：弹性碰撞;无能量交换，仅改变方向;

2.Raman散射：非弹性碰撞;方向改变且有能量交换;

拉曼光谱的特征

1. 对不同物质Raman 位移不同;

2.对同一物质Δν与入射光频率无关;是表征分子振-转能级的特征物理量;是定性与结构分析的依据;

3.拉曼线对称地发布在瑞利线两侧，长波一侧为斯托克斯线，短波一侧为反斯托克斯线;

4.斯托克斯线强度比反斯托克斯线强;

拉曼谱图的构成和特征

一张拉曼谱图通常由一定数量的拉曼峰构成，每个拉曼峰代表了相应的拉曼位移和强度。每个谱峰对应于一种特定的分子键振动，其中既包括单一的化学键，例如C-C，C=C，N-O，C-H等，也包括由数个化学键组成的基团的振动，例如苯环的呼吸振动、多聚物长链的振动以及晶格振动等。

拉曼光谱可以提供样品化学结构、相和形态、结晶度及分子相互作用的详细信息。

主要的拉曼光谱仪

激光Raman光谱仪(laser Raman spectroscopy)

Ar激光器：

波长: 514.5nm，488.0nm;

单色器：

光栅，多单色器;

检测器：

光电倍增管，光子计数器;

审核编辑：刘清