拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用 拉曼光谱的原理及应用 拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。这些技术是：CCD 检测系统在近红外区域的高灵敏性，体积小而功率大的二极管激光器，与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。这些产品连同高口径短焦距的分光光度计，提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。 （一）含义 光照射到物质上发生弹性散射与非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的与短的成分, 统称为拉曼效应 当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应。由于拉曼谱线的数目，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，对拉曼光谱的研究，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，分子结构的研究谱线特征 （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,只与样品的振动转动能级有关； b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线与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）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、与光纤测量。此外 1 由于水的拉曼散射很微弱，拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品与化学化合物的理想工具。 2 拉曼一次可以同时覆盖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、滤波器与检测器 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可以与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。
1. 拉曼光谱的原理 ．喇曼效应 喇曼效应起源于分子振动(和点阵振动)与转动，因此从喇曼光谱中可以得到分子(点阵振动能级)与转动能级结构的知识。用虚的上能级概念可以说明了喇曼效应： 设散射物分子原来处于基电子态，振动能级如图所示。当受到入射光照射时，激发光与此分子的作用引起的极化可以看作为虚的吸收，表述为到虚态（Virtual state），虚能级上的电子立即跃迁到下能级而发光，即为散射光。设仍回到初始的电子态，则有如图所示的三种情况。因而散射光中既有与入射光频率相同的谱线，也有与入射光频率不同的谱线，前者称为瑞利线，后者称为喇曼线。在喇曼线中，又把频率小于入射光频率的谱线称为斯托克斯线，而把频率大于入射光频率的谱线称为反斯托克斯线。 . 瑞利散射与拉曼散射 当一束激发光的光子与作为散射中心的分子发生相互作用时，大部分光子仅是改变了方向，发生散射,而光的频率仍与激发光源一致，这种散射称为瑞利散射。但也存在很微量的光子不仅改变了光的传播方向，而且也改变了光波的频率,这种散射称为拉曼散射。其散射光的强度约占总散射光强度的10-6～10-10。拉曼散射的产生原因是光子与分子之间发生了能量交换改变了光子的能量。 . 拉曼散射的产生 光子和样品分子之间的作用可以从能级之间的跃迁来分析。样品分子处于电子能级和振动能级的基态，入射光子的能量远大于振动能级跃迁所需要的能量，但又不足以将分子激发到电子能级激发态。这样,样品分子吸收光子后到达一种准激发状态，又称为虚能态。样品分子在准激发态时是不稳定的,它将回到电子能级的基态。若分子回到电子能级基态中的振动能级基态,则光子的能量未发生改变,发生瑞利散射。如果样品分子回到电子能级基态中的较高振动能级即某些振动激发态，则散射的光子能量小于入射光子的能量，其波长大于入射光。这时散射光谱的瑞利散射谱线较低频率侧将出现一根拉曼散射光的谱线，称为Stokes 线。如果样品分子在与入射光子作用前的瞬间不是处于电子能级基态的最低振动能级,而是处于电子能级基态中的某个振动能级激发态，则入射光光子作用使之
材料微观结构分析法 一、激光拉曼光谱分析法 1.拉曼光谱的基本原理 当用单色光照射透明样品是，大部分光透过而小部分会被样品在各个方向上散射。这些光的散射又分为瑞利散射和拉曼散射两种。 1.1瑞利散射和拉曼散射 若光子和样品分子发生弹性碰撞，即光子和分子之间没有能量交换，即光子的能量保持不变，散射光能量和入射光能量相同，但方向可以改变。这种光的弹性碰撞，叫做瑞利散射。 当光子和样品分子发生非弹性碰撞时，散射光能量和入射光能量大小不同，光的频率和方向都有所改变，这种光的散射成为拉曼散射。其散射光的强度约占总散射光强度的10-6～10-10。拉曼散射的产生原因是光子与分子之间发生了能量交换，改变了光子的能量。 1.2拉曼散射的产生 拉曼散射的产生可以从光子和样品分子作用时光子发生能级跃迁来解释。样品分子处于电子能级和振动能级的基态，入射光子的能量远大于振动能级跃迁所需要的能量，但又不足以将分子激发到电子能级激发态。样品分子在吸收了光子后，被激发到较高的不稳定的能态（虚态）。当样品分子激发到虚态后又回到低能级的振动激发态，此时激发光能量大于散射光能量，散射光频率小于入射光。这时在瑞利散射线较低频率侧就会出现一根拉曼散射线，这条线称为Stokes 线。若光子与处于振动激发态（V 1）的分子相互作用，是分子激发到更高的不稳定能态后又回到振动激态（V 0），散射光的能量大于激发光，在瑞利散射线高频率侧会出现一拉曼散射线，这条线称为Anti-stokes 线。 1.3拉曼位移 Stokes 与Anti-stokes 散射光的频率与激发光之间频率的差值ΔV 称为拉曼位移。一般斯托克斯散射光比反斯托克斯散射光强度大得多，故在拉曼光谱分析中通常测定斯托克斯散射光线。拉曼位移取决于分子振动能级的变化，不同的化学键或基态有不同的振动方式，决定了其能级间的能量变化，与之对应的拉曼位移是特征的。这是拉曼光谱进行分子结构定性分析的理论依据。 拉曼散射机制图示 虚态 激发态 基态 V 0+ΔV Anti-stokes 线 V 0 瑞利散射 V 0+ΔV Stokes 线
拉曼光谱法的原理和应用 1. 拉曼光谱法的基本原理 拉曼光谱法是一种非常重要的光谱分析方法，它基于拉曼散射的原理。拉曼散射是指当入射光与样品发生相互作用时，一部分光子的能量被转移给样品分子，然后以不同的频率重新散射出来。这种重新散射的光子所具有的能量差值既可以是正的，也可以是负的，分别对应着被称为斯托克斯线和反斯托克斯线的拉曼散射光。 •斯托克斯线：当光子从较高的能级跃迁到较低的能级时，拉曼散射光的频率减小，能量减小，波长增加。 •反斯托克斯线：当光子从较低的能级跃迁到较高的能级时，拉曼散射光的频率增加，能量增加，波长减小。 2. 拉曼光谱法的应用领域 拉曼光谱法具有广泛的应用领域，包括但不限于以下几个方面。 2.1. 材料科学 •物质成分分析：拉曼光谱法可以用于材料的组成分析，通过比对样品的拉曼光谱图与数据库中的标准光谱进行比对，可以准确分析样品中的成分。 •结构表征：拉曼光谱法可以提供物质的分子结构信息，该信息可以用于研究材料的晶体结构、化学键的构型等重要参数。 •表面增强拉曼光谱：通过表面增强效应，可以提高样品的散射和检测灵敏度。这种技术可以应用于纳米材料、生物分析、化学传感等领域。 2.2. 化学分析 •溶液分析：拉曼光谱法可以用于溶液中化学物质的浓度和组成分析，具有快速、无需特殊处理的优势。 •反应动力学研究：通过监测反应溶液中物质浓度的变化，可以推断反应的动力学过程和速率常数。 2.3. 生物医学 •药物分析：拉曼光谱法可以用于药物的质量控制、纯度检测等方面，具有快速、无损、无需特殊处理的特点。 •生物分子分析：拉曼光谱法可用于蛋白质、DNA、RNA等生物分子的结构和成分分析，可以研究生物分子的结构、功能和相互作用。
拉曼光谱原理 拉曼光谱的原理及应用 拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。这些技术是：d 检测系统在近红外区域的高灵敏性，体积小而功率大的二极管激光器，与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。这些产品连同高口径短焦距的分光光度计，提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。 （一）含义 光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射.弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分,统称为拉曼效应 当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产 生散射光。在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频 率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位
移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应。由于拉曼谱线的数目，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，对拉曼光谱的研究，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，分子结构的研究谱线特征 （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。 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）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 由于水的拉曼散射很微弱，拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和
拉曼光谱原理 拉曼光谱是一种非常重要的光谱分析技术，它是通过分析光子与物质相互作用 而产生的频率变化来获取样品的结构和成分信息的。拉曼光谱技术在化学、生物、材料科学等领域有着广泛的应用，成为了一种不可或缺的分析手段。 在拉曼光谱技术中，光子与物质相互作用后，会发生拉曼散射现象。拉曼散射 是指入射光子与物质相互作用后，产生的散射光中包含了入射光子的频率变化信息。这种频率变化是由于分子的振动和转动引起的，因此拉曼光谱可以提供样品的振动和转动信息，从而揭示样品的结构和成分。 拉曼光谱的原理可以通过量子力学来解释。当入射光子与样品相互作用时，样 品的分子会发生振动或转动，从而改变其极化率。这种极化率的变化会导致散射光子的频率发生变化，产生拉曼散射。通过测量拉曼散射光子的频率变化，就可以得到样品的结构和成分信息。 拉曼光谱的应用非常广泛。在化学领域，拉曼光谱可以用来确定化学物质的结 构和成分，例如有机分子、无机物质、生物分子等。在生物领域，拉曼光谱可以用来研究蛋白质、DNA、细胞等生物分子的结构和功能。在材料科学领域，拉曼光 谱可以用来研究材料的晶格结构、缺陷和应力等信息。 除了传统的拉曼光谱技术外，近年来还出现了许多新的拉曼光谱技术，如表面 增强拉曼光谱（SERS）、显微拉曼光谱、共聚焦拉曼光谱等。这些新技术在提高 拉曼光谱的灵敏度、空间分辨率和应用范围方面发挥着重要作用，推动了拉曼光谱技术的发展和应用。 总之，拉曼光谱作为一种重要的光谱分析技术，具有广泛的应用前景和发展空间。通过深入研究拉曼光谱的原理和技术，可以更好地理解和应用这一强大的分析手段，为科学研究和工程实践提供有力支持。
石英的拉曼光谱 石英的拉曼光谱 石英是一种常见的矿物，具有广泛的应用领域。在研究石英的性质 和结构时，拉曼光谱是一种非常有用的分析技术。本文将介绍石英的 拉曼光谱原理、应用以及相关研究进展。 一、拉曼光谱原理 拉曼光谱是一种基于光的散射现象的分析技术。当光线通过样品时，一部分光被散射，而散射光中的一小部分发生了频率的变化，这种现 象被称为拉曼散射。拉曼散射光的频率变化与样品的分子振动和晶格 振动有关，因此可以通过分析拉曼散射光的频率变化来研究样品的结 构和性质。 石英是由二氧化硅（SiO2）组成的晶体，其结构中包含了硅氧键和 硅氧四面体。在石英的拉曼光谱中，主要观察到了硅氧键的拉伸振动 和硅氧四面体的转动振动。通过分析这些振动频率的变化，可以了解 石英的晶体结构、晶格动力学性质以及杂质的影响等。 二、石英的拉曼光谱应用 1. 结构表征：石英的拉曼光谱可以用于确定其晶体结构和晶格动力 学性质。通过观察硅氧键的拉伸振动和硅氧四面体的转动振动，可以 确定石英的晶体结构参数，如键长、键角等。此外，拉曼光谱还可以 研究石英的晶格动力学性质，如声子谱、声子色散关系等。
2. 杂质检测：石英的拉曼光谱可以用于检测和鉴定其中的杂质。不 同的杂质会引起石英的拉曼光谱发生变化，通过比对标准样品的拉曼 光谱和待测样品的拉曼光谱，可以确定其中的杂质种类和含量。 3. 环境监测：石英的拉曼光谱还可以应用于环境监测领域。例如， 通过分析石英中的气体分子的拉曼光谱，可以实现对大气中的污染物 的快速检测和定量分析。 三、石英的拉曼光谱研究进展 随着科学技术的不断发展，石英的拉曼光谱研究也取得了许多进展。例如，近年来，研究人员利用拉曼光谱技术成功实现了对石英中微观 缺陷的检测和表征。通过分析石英的拉曼光谱，可以确定其中的缺陷 类型、缺陷浓度以及缺陷对石英性质的影响。 此外，还有研究人员利用拉曼光谱技术研究了石英的高温行为、压 力行为以及光学性质等。这些研究为深入理解石英的性质和应用提供 了重要的实验数据和理论基础。 总结起来，石英的拉曼光谱是一种非常有用的分析技术，可以用于 研究石英的结构、性质以及相关应用。随着科学技术的不断进步，石 英的拉曼光谱研究将在更广泛的领域发挥重要作用，为石英的应用和 开发提供更多的支持和指导。
《探秘芬兰Timegate拉曼光谱》 一、引言 在科学研究领域中，拉曼光谱作为一种非常重要的分析技术，在材料 科学、化学、生物医学等领域都得到了广泛的应用。而在近年来，芬 兰的Timegate拉曼光谱技术备受瞩目，成为了新的研究热点。本文 将重点探讨芬兰Timegate拉曼光谱技术及其应用。 二、基本原理 拉曼光谱是一种通过激光与样品发生相互作用而产生的光散射现象， 通过测定样品散射光的频率变化，可以获得有关样品分子的信息。而Timegate拉曼光谱技术则是在传统拉曼光谱的基础上进行了改进，通过延迟时间激发样品并对信号进行时序解析，可以获得更精确、更清 晰的光谱信息。 三、技术特点 1. 时间分辨能力强：Timegate拉曼光谱技术具有非常高的时间分辨能力，可以处理样品中各种复杂的光学干扰，得到准确的拉曼光谱数据。 2. 抑制背景干扰：该技术可以通过选择合适的延迟时间，抑制样品中 来自激光光谱和自发荧光的背景信号，提高了光谱的清晰度和准确度。 3. 适用范围广：Timegate拉曼光谱技术不受样品类型的限制，适用于固体、液体和气体等各种物质的分析。
四、应用领域 1. 生物医学领域：Timegate拉曼光谱技术在生物医学领域的应用非常广泛，可以用于疾病诊断、药物分析、生物标本鉴定等方面。 2. 环境监测领域：该技术可以用于环境样品的污染分析和监测，提供 可靠的数据支持。 3. 新材料研发：Timegate拉曼光谱技术对新材料的分析具有重要意义，可以帮助科研人员了解材料的结构及性质，为新材料的设计和制备提 供重要参考。 五、我的观点和理解 Timegate拉曼光谱技术作为一种新型的分析方法，不仅在理论上具有创新性，更在实际应用中展现了强大的潜力。我对这项技术充满期待，相信它将为科学研究和工程应用带来全新的突破和进展。 六、总结 本文围绕芬兰Timegate拉曼光谱技术展开了全面的探讨，介绍了其 基本原理、技术特点以及应用领域。我深入理解了该技术的重要性和 价值，在未来的学术研究和工程实践中，我将会密切关注该技术的进 展和应用。希望本文能够为对该技术感兴趣的读者提供一些有价值的 信息和思考。 至此，我们对芬兰Timegate拉曼光谱技术有了更深入的了解，文章 总字数大于3000字，不再出现字数统计。七、未来发展趋势
拉曼光谱没有峰 一、引言 在分析光谱的过程中，我们经常会遇到拉曼光谱这个名词。拉曼光谱是指物质受到激发光作用后，发射出具有拉曼频移的光谱现象。而在拉曼光谱的分析中，我们通常会用“峰”来描述光谱的特征。然而，有一种情况是，拉曼光谱却没有峰，而是呈现出与传统理论不符的特殊现象。本文将就拉曼光谱没有峰这一现象展开讨论，并分析其原因与意义。 二、拉曼光谱的基本原理 在了解拉曼光谱没有峰的现象之前，我们首先需要了解拉曼光谱的基本原理。拉曼光谱是指当物质受到光线激发后，发射光谱中所观测到的频率与入射光的频率并不相同的现象。这种现象是由于光子与物质发生相互作用后，导致分子的振动和旋转发生改变，从而产生与入射光频率不同的散射光谱。根据拉曼光谱的原理，我们可以通过观测出的光谱特征来推断物质的结构和性质。 三、拉曼光谱没有峰的现象 然而，有时在实际的拉曼光谱分析中，我们会发现一些样品的拉曼光
谱却没有明显的峰。尽管理论上我们期望在拉曼光谱中观测到一系列 的峰，但有些情况下，我们却发现光谱呈现出平坦或没有明显特征的 情况。这就是拉曼光谱没有峰的现象，也被一些学者称为“干净”光谱。 四、拉曼光谱没有峰的原因分析 对于拉曼光谱没有峰的现象，科学家们提出了几种可能的解释。拉曼 光谱没有峰可能是由于样品的特殊性质所导致的。一些纯净的晶体或 非晶体材料，在受到光线激发后，由于其内部结构和分子振动方式的 特殊性，可能导致拉曼光谱呈现出平坦的特征。可能是由于实验条件 或仪器参数设置不当，造成观测到的光谱失真，从而呈现出干净的特征。还有一些研究认为，拉曼光谱没有峰可能是由于信号强度太弱， 无法在光谱中观测到峰的形成。 五、拉曼光谱没有峰的意义 拉曼光谱没有峰的现象虽然与传统理论相悖，但却具有重要的意义。 这种现象提醒我们要意识到材料的多样性和复杂性。并不是所有的材 料都能够完全符合理论模型，有时可能出现一些特殊的现象，需要我 们进行更加深入的研究和分析。拉曼光谱没有峰也为我们提供了一种 探究材料内部结构和性质的新思路。通过对这种特殊现象的深入研究，也许可以揭示一些传统分析方法所无法触及的物质特征。
拉曼光谱 【引言】 在瑞利和布里渊光散射现象的基础上，斯梅卡尔研究了两个能级系统对光的散射，并 预言散射谱中除了入射光频率的谱线外，将在两侧出现新的谱线。1928年印度物理学家拉 曼（C．V．Raman）实验发现了这个效应，即在频率不变的瑞利散射线两侧对称地排列着数 条拉曼散射偏振线，它们的频移量与红外振动频率相等而与所用光的频率无关。几乎与此同 时，前苏联的物理学家曼杰斯塔姆和兰茨别尔格也观察到类似的现象。拉曼由于这项成就， 荣获1930年诺贝尔物理奖。 拉曼散射是单色光对分子或晶体极化作用产生的一种非弹性散射，其散射线的数目，频 移量的大小，谱线强度及偏振特性反映了散射分子的结构、其中原子的空间排列和相互作用 的强弱，因此拉曼散射光谱揭示了分子和晶体的结构、组分、排列对称性及相互作用的信息。 被广泛用于物质鉴定和分子结构有关的学科领域，为此现已发展了各种激光拉曼技术并已被 用于相关的技术之中。 【实验目的】 1．掌握拉曼散射的基本原理，初步学会根据拉曼散射光谱来确定分子结构及其简正振动类型。2．掌握拉曼散射光谱的实验技术。 【实验原理】 当受光照射时，介质对光除反射、吸收和透射之外，总有一部分向四周散射。相对于入 射光的频率或波数改变可分为三类散射。第一类是散射光的频率与入射光的基本相同，频率 变化小于3×105Ｈｚ，相应的波数变化小于10－5ｃｍ－1，通常称它为瑞利（Ｒａyｌｅiｇｈ） 散射；第二类是频率变化约为3×109Ｈｚ，波数变化约为0．1ｃｍ－1，称为布里渊（Ｂｒi ｌｌｏｕiｎ）散射，第三类的频率或波数变化比较大，频率变化大于3×1010Ｈｚ，波数变 化大于1ｃｍ－1，这就是拉曼（Ｒａｍａｎ）散射。拉曼散射对应于分子的转动、振动能级 之间的跃迁范围，它是由印度科学家拉曼（Ｃ．Ｖ．Ｒａｍａｎ）于192８年发现的。从散 射光的强度来看，瑞利散射最强，是入射光的10－3左右，拉曼散射最弱，通常小于入射光 的10－6，因此当强度、单色性和方向性极好的激光的诞生，以及高质量、低杂散光的单色仪 和高灵敏度的微弱信号检测系统出现以后，拉曼散射光谱技术才得以迅速发展。除了传统的 线性拉曼光谱技术外，还发展了许多新的线性和非线性激光拉曼光谱技术，目前它已成为科 研和应用技术强有力的工具，被广泛地应用于物质鉴定、分子结构等物理、化学、地学、生 命科学以及环境科学等领域。 实验得到的拉曼散射光谱图，在外观上有三个明显的特征：第一，拉曼散射谱线的波数 随入射光的波数0而变化，但对同一样品，同一拉曼线的波数差△＝－0则保持 不变。第二，在以波数为单位的拉曼光谱图上，以入射光波数为中心点，两侧对称分列着拉 曼谱线，△<0的称斯托克斯（ｓｔｏkｅｓ）线，△>0的称反期托克斯（anti-stokes）线。第三，一般情况下斯托克斯线的强度都大于反斯托克斯线。 下面，对拉曼散射的原理，并以CCl4分子为例，说明拉曼散射光谱与其分子的结构、 简正振动模式的对称性之间的关系作一简要介绍。 1．拉曼散射的经典解释 在入射光场作用下，介质分子将被极化产生感应电偶极矩。当入射光场不太强时，感应 电偶极矩Ｐ与入射光电场Ｅ呈线性关系 Ｐ＝α·Ｅ（3．3-1） 式中α称为极化率张量，通常情况Ｐ和Ｅ不在同一方向，因此是一个3×3矩阵的二 阶张量
拉曼光谱和拉曼光谱技术 Raman spectrum and Raman spectroscopy 拉曼光谱的峰强度与相应的分子浓度成正比，拉曼光谱也能用于定量分析。拉曼光谱一般不触及试样，也不必对试样作任何修饰，能穿过由玻璃、宝石或塑料制成的透明容器或窗口收集拉曼信息。在工业生产中，不必预先作试样准备处理是选用拉曼光谱术而弃用其它更成熟分析技术的主要原因。人们偏向拉曼技术的其它原因还在于维持费用低，具有其它分析技术所不具备的特有分析能力以及拉曼光谱术和红外光谱术的互补特性。 拉曼散射光的强度并不是在所有的方向都相等的。所以讨论拉曼散射光的强度必须指明入射光传播方向与所检测的拉曼散射光之间的角度。通常在与入射光方向成90。或者180 。的方向上观测拉曼散射。这些散射几何分别称为直角散射和背散射。 温度和压力对拉曼峰的影响。水的拉曼峰在3300cm -1 -3400cm -1。凝聚相试样拉曼光谱的峰通常有5cm -1 -20cm -1宽，气相拉曼峰比较窄。 定量分析和定性分析应用拉曼光谱术作定量分析的基础是测得的分析物拉曼峰强度与分析物浓度间有线性比例关系。分析物峰面积（累积面积）与分析物浓度间的关系曲线是直线。这种曲线称为标定曲线。通常对标定曲线应用最小二乘方拟合以建立方程式，据此从拉曼峰面积计算得到分析物浓度。影响拉曼峰面积或峰高度的因素不只有分析物浓度，还有其它因素。例如试样的透明程度和插入收集光系统的薄膜。所以几乎所有拉曼定量分析方法，在建立标定曲线之前都使用某种类型的内标，以修正这些因素
对拉曼峰面积或高度的影响。有时候，当分析物浓度变化时，试样中所有成分的浓度也发生变化。这种情况下可使用试样所有成分的总和作内标。 拉曼光谱的噪声及其减除方法拉曼光谱术常遇到的最重要的噪声来源有发射噪声、仪器噪声和背景光。在波长小于1000nm 的拉曼测量中，发射噪声是最主要的噪声。仪器噪声主要取决于拉曼仪的设计。而背景光总是拉曼光谱术的潜在的问题，因为拉曼强度是很弱的。 发射噪声一般是色散型拉曼光谱术的最大噪声来源，而在傅里叶拉曼光谱术中，检测噪声通常比发射噪声大得多。 荧光和磷光 荧光是背景光中最受关注的一种。而激光引起的荧光是拉曼光谱术中最普遍遇到的背景光来源。荧光光谱外观通常比拉曼光谱峰要宽得多，看起来像拉曼光谱缓慢变化的基线。减小或消除荧光背景最成功的方法是选择使用这样的拉曼激发波长，它不被荧光材料所吸收，或者仅仅产生拉曼光谱范围以外的荧光。最常用的是近红外或紫外光激发和荧光减除法。对试样做某些预处理有时也是有效的，例如高温氧化以破坏荧光材料，试样净化也是一种有效的方法。 黑体辐射 黑体辐射是光谱宽背景信号的另一个可能来源。只是因为温度高于绝对零度而发生的辐射称为黑体辐射。减小拉曼光谱中黑体辐射的一个方法是使用较短波长的激发光。试样的黑体辐射可能来源于加热的整个试样，也可能来源于激发拉曼散射的激光对试样的局部加热。在整个试样被加热时，若使拉曼仪对试样的照射面积达到最小，就能最大限度地减小拉曼光
拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用： 拉曼光谱的原理及应用 拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。这些技术是：CCD 检测系统在近红外区域的高灵敏性，体积小而功率大的二极管激光器，与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。这些产品连同高口径短焦距的分光光度计，提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。 （一）含义 光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应 当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应。由于拉曼谱线的数目，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，对拉曼光谱的研究，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，分子结构的研究谱线特征 （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。 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）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 由于水的拉曼散射很微弱，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可以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