激光拉曼光谱实验讲

实验四 激光拉曼光谱的测定093858 张亚辉一. 实验目的1、了解拉曼光谱的基本原理，掌握显微共焦激光拉曼光谱仪的使用方法。

2、测量一些常规物质和复杂样品的拉曼光谱。

二. 实验原理当用波长比试样粒径小得多的频率为υ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。

散射光中除了存在入射光频率υ外，还观察到频率为υ±△υ的新成分，这种频率发生改变的现象就被称为拉曼效应。

υ即为瑞利散射，频率υ+△υ称为拉曼散射的斯托克斯线，频率为υ-△υ的称为反斯托克斯线。

△υ通常称为拉曼频移，多用散射光波长的倒数表示，计算公式为11λλν-=∆式中，λ和λ0分别为散射光和入射光的波长。

△υ的单位为cm -1。

由于拉曼谱线的数目、频移、强度直接与分子振动或转动能级有关。

因此，研究拉曼光谱可以提供物质结构的有关信息。

自从激光问世以来，拉曼光谱的研究取得了长足进展，已广泛应用于物理、化学、生物以及生命科学等研究领域。

图1显微共焦激光拉曼光谱仪结构显微镜样品双瑞利滤光片狭缝光栅CCD 检测器激光扩束器三、实验仪器和试剂1. 显微共焦激光拉曼光谱仪 Renishaw inVia （英国雷尼绍公司）Renishaw 显微共焦激光拉曼光谱仪原理：本系所用的是英国雷尼绍显微共聚焦激光拉曼光谱仪（图2），它具有诸多优势如：高稳定性、高重复性高重复光谱，重复性：≦±0.2波数；激光阻挡水平高 (杂散光抑制水平高)；高灵敏度 (贯穿于整个仪器设计中)：各激发光波长配以各自独立的引入光学元件（反射镜等）, 使到达样品的激光功率最大。

透射式光谱仪设计，以避免散焦缺陷。

并对各激发光波段配以相应的透镜, 使每激光谱段分别都达到最佳透过效率,获得最高的通光效率。

2. 粉碎机、载玻片、盖玻片、胶头滴管3. 测试样品常规物质：CCl 4，KNO 3 复杂样品：不同淀粉类作物 自备样品：不同材料的小挂件 四.实验步骤1. 打开主机和计算机电源，同时打开激光器后面的总电源开关，将仪器预热20分钟左右。

拉曼光谱实验报告拉曼光谱实验报告引言：拉曼光谱是一种非常重要的光谱分析技术，它可以通过测量样品散射光的频率变化来获得样品的结构和化学成分信息。

本实验旨在通过拉曼光谱仪对不同样品进行测量，探索其在分析和研究中的应用。

实验方法：1. 实验仪器：本实验使用的拉曼光谱仪为XXXX型号，工作波长范围为XXXX。

2. 样品准备：选取不同种类的样品，包括有机物和无机物，如苯、甲苯、硫酸铜等。

将样品制成均匀的固体样品或溶液。

3. 实验步骤：将样品放置在拉曼光谱仪的样品台上，调整仪器参数，如激光功率、激光波长等。

进行拉曼光谱扫描，并记录光谱数据。

实验结果与分析：1. 苯的拉曼光谱：对苯样品进行拉曼光谱扫描，观察到苯分子的振动模式对应的峰位。

根据拉曼光谱图，可以确定苯的分子结构和键的振动情况，进而推断出苯的化学成分。

2. 甲苯的拉曼光谱：同样地，对甲苯样品进行拉曼光谱扫描，观察到甲苯分子的振动峰位。

通过对比苯和甲苯的拉曼光谱图，可以发现它们的振动模式有所不同，这可以用于区分不同的有机化合物。

3. 硫酸铜的拉曼光谱：将硫酸铜样品进行拉曼光谱测量，可以观察到与硫酸铜晶格振动相关的峰位。

通过分析光谱图，可以了解硫酸铜的晶体结构和相应的振动模式，这对于研究材料的物理性质和化学反应机理非常重要。

实验应用：1. 化学分析：拉曼光谱可以用于化学物质的定性和定量分析。

通过测量样品的拉曼光谱，可以快速确定样品的化学成分和结构信息，为化学分析提供重要的依据。

2. 材料研究：拉曼光谱可以用于材料的表征和研究。

通过测量材料的拉曼光谱，可以了解材料的晶体结构、晶格振动模式等信息，为材料的设计和改进提供指导。

3. 药物研究：拉曼光谱可以用于药物的分析和研究。

通过测量药物的拉曼光谱，可以确定药物的分子结构和化学成分，为药物的研发和质量控制提供重要的依据。

结论：本实验通过拉曼光谱仪对不同样品进行测量，探索了拉曼光谱在分析和研究中的应用。

拉曼光谱可以用于化学分析、材料研究和药物研究等领域，具有广泛的应用前景。

实验八 激光拉曼光谱一、实验目的本实验主要通过记录CCl 4分子的振动拉曼谱，学习和了解拉曼散射的基本原理、拉曼光谱实验及分析方法。

二、实验原理当波数为0~v 的单色光入射到介质上时，除了被介质吸收、反射和透射外，总会有一部分光被散射。

按散射光相对于入射光波数的改变情况，可将散射光分为三类：第一类，其波数基本不变或变化小于10-5cm -1，这类散射称为瑞利散射；第二类，其波数变化大约为0.1cm-1，称为布里渊散射；第三类是波数变化大于lcm -1的散射，称为拉曼散射；从散射光的强度看，瑞利散射最强，拉曼散射光最弱。

图1是用氩离子激光照射样品，用光电记录法得到的振动拉曼光谱。

其中最强的一支光谱0~v 和入射光的波数相同，是瑞利散射。

此外还有几对较弱的谱线对称地分布在0~v 两侧，其位移0~<∆v 的散线称为斯托克斯线，0~>∆v的散射线称为反斯托克斯射。

拉曼散射光谱具有以下明显的特征：图1 振动拉曼散射光谱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v ~∆与入射光的波长无关；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；3．一般情况下，斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。

拉曼散射的半径典量子解释按量子论的观点，频率为ω0的入射单色光可以看作是具有能量为 ω0的光子。

当光子与物质分子碰撞时有两种可能，一种是弹性碰撞，另一种是非弹性碰撞。

在弹性碰撞过程中，没有能量交换，光子只改变运动方向，这就是瑞利散射；而非弹性碰撞不仅改变运动方向，而且有能量交换，这就是拉曼散射。

处于基态E0的分子受到入射光子 ω0的激发跃迁到一受激虚态，而受激虚态是不稳定的，很快向低能级跃迁。

如果跃迁到基态E0，把吸收的能量 ω0以光子的形式释放出来，这就是弹性碰撞，为瑞利散射。

如果跃迁到电子基态中的某振动激发态E n上，则分子吸收部分能量 ωk，并释放出能量为 (ω0-ωk)的光子，这是非弹性碰撞，产生斯托克斯线。

激光拉曼实验报告激光拉曼实验报告引言：激光拉曼光谱是一种非常强大的光谱分析技术，可以提供有关物质的结构、组成和化学环境的详细信息。

本文将介绍我们进行的一项激光拉曼实验，以及实验过程中的观察和结果。

实验目的：本次实验的目的是利用激光拉曼光谱仪对不同样品进行分析，了解其分子结构和化学组成。

我们选择了几种常见的物质作为实验样品，包括水、酒精和苯。

实验装置：我们使用的激光拉曼光谱仪由激光器、样品台、光谱仪和数据处理系统组成。

激光器产生高能量的激光光束，样品台用于放置样品，光谱仪用于收集和分析样品散射的光信号，数据处理系统用于处理和解读光谱数据。

实验步骤：1. 准备样品：我们使用纯净水、纯度99%的酒精和苯作为实验样品。

将样品放置在透明的玻璃盒中，以确保激光光束能够透过样品进行散射。

2. 调整仪器：根据不同样品的特性，调整激光器的功率和波长，以及光谱仪的参数，以获得最佳的信号强度和分辨率。

3. 开始测量：将样品放置在样品台上，打开激光器，使激光光束照射到样品上。

光谱仪会收集样品散射的光信号，并将其转化为光谱图。

4. 数据处理：将光谱图导入数据处理系统，进行峰识别和峰拟合，以确定样品中的分子振动模式和化学键信息。

5. 结果分析：根据光谱图和数据处理结果，分析样品的分子结构和化学组成。

实验观察：在实验过程中，我们观察到了不同样品的光谱图有明显的差异。

水的光谱图显示出了特征性的水分子振动峰，酒精的光谱图显示出了酒精分子的振动模式，而苯的光谱图则显示出了苯分子的芳香振动峰。

结果分析：通过对光谱图和数据处理结果的分析，我们可以确定样品中的分子结构和化学组成。

例如，在水的光谱图中，我们观察到了OH键的振动峰，确认了水分子的存在。

在酒精的光谱图中，我们观察到了C-O键的振动峰，证实了酒精分子的存在。

在苯的光谱图中，我们观察到了芳香环的振动峰，确认了苯分子的存在。

实验总结：激光拉曼实验是一种非常有用的光谱分析技术，可以提供有关物质的结构和组成的详细信息。

激光拉曼光谱实验讲义引言一 实验目的1、了解拉曼散射的基本原理2、学习使用拉曼光谱仪测量物质的谱线，知道简单的谱线分析方法。

二 实验原理当波束为0ν的单色光入射到介质上时，除了被介质吸收、反射和透射外，总会有一部分被散射。

按散射光相对于入射光波数的改变情况，可将散射光分为三类：第一类，其波数基本不变或变化小于5110cm --，这类散射称为瑞利散射；第二类，其波数变化大约为10.1cm -，称为布利源散射；第三类是波数变化大于11cm -的散射，称为拉曼散射；从散射光的强度看，瑞利散射最强，拉曼散射最弱。

在经典理论中，拉曼散射可以看作入射光的电磁波使原子或分子电极化以后所产生的，因为原子和分子都是可以极化的，因而产生瑞利散射，因为极化率又随着分子内部的运动（转动、振动等）而变化，所以产生拉曼散射。

在量子理论中，把拉曼散射看作光量子与分子相碰撞时产生的非弹性碰撞过程。

当入射的光量子与分子相碰撞时，可以是弹性碰撞的散射也可以是非弹性碰撞的散射。

在弹性碰撞过程中，光量子与分子均没有能量交换，于是它的频率保持恒定，这叫瑞利散射，如图（1a ）；在非弹性碰撞过程中光量子与分子有能量交换，光量子转移一部分能量给散射分子，或者从散射分子中吸收一部分能量，从而使它的频率改变，它取自或给予散射分子的能量只能是分子两定态之间的差值12E E E ∆=-，当光量子把一部分能量交给分子时，光量子则以较小的频率散射出去，称为频率较低的光（斯托克斯线），散射分子接受的能量转变成为分子的振动或转动能量，从而处于激发态1E ，如图（1b ），这时的光量子的频率为0ννν'=-∆；当分子已经处于振动或转动的激发态1E 时，光量子则从散射分子中取得了能量E ∆（振动或转动能量），以较大的频率散射，称为频率较高的光（反斯托克斯线），这时的光量子的频率为0ννν'=+∆。

如果考虑到更多的能级上分子的散射，则可产生更多的斯托克斯线和反斯托克斯线。

激光拉曼光谱实验讲义一 实验目的1、 了解拉曼散射的基本原理2、 学习使用拉曼光谱仪测量物质的谱线，知道简单的谱线分析方法。

二 实验仪器RBD 型激光拉曼光谱仪三 实验原理当波束为0ν的单色光入射到介质上时，除了被介质吸收、反射和透射外，总会有一部分被散射。

按散射光相对于入射光波数的改变情况，可将散射光分为三类：第一类，其波数基本不变或变化小于5110cm --，这类散射称为瑞利散射；第二类，其波数变化大约为10.1cm -，称为布利源散射；第三类是波数变化大于11cm -的散射，称为拉曼散射；从散射光的强度看，瑞利散射最强，拉曼散射最弱。

在经典理论中，拉曼散射可以看作入射光的电磁波使原子或分子电极化以后所产生的，因为原子和分子都是可以极化的，因而产生瑞利散射，因为极化率又随着分子内部的运动（转动、振动等）而变化，所以产生拉曼散射。

在量子理论中，把拉曼散射看作光量子与分子相碰撞时产生的非弹性碰撞过程。

当入射的光量子与分子相碰撞时，可以是弹性碰撞的散射也可以是非弹性碰撞的散射。

在弹性碰撞过程中，光量子与分子均没有能量交换，于是它的频率保持恒定，这叫瑞利散射，如图（1a ）；在非弹性碰撞过程中光量子与分子有能量交换，光量子转移一部分能量给散射分子，或者从散射分子中吸收一部分能量，从而使它的频率改变，它取自或给予散射分子的能量只能是分子两定态之间的差值12E E E ∆=-，当光量子把一部分能量交给分子时，光量子则以较小的频率散射出去，称为频率较低的光（斯托克斯线），散射分子接受的能量转变成为分子的振动或转动能量，从而处于激发态1E ，如图（1b ），这时的光量子的频率为0ννν'=-∆；当分子已经处于振动或转动的激发态1E 时，光量子则从散射分子中取得了能量E ∆（振动或转动能量），以较大的频率散射，称为频率较高的光（反斯托克斯线），这时的光量子的频率为0ννν'=+∆。

如果考虑到更多的能级上分子的散射，则可产生更多的斯托克斯线和反斯托克斯线。

激光拉曼光谱实验报告激光拉曼光谱实验报告引言：激光拉曼光谱是一种非常重要的光谱分析技术，它可以通过激光与样品相互作用而产生的拉曼散射光，来获取样品的结构信息和分子振动信息。

本实验旨在探究激光拉曼光谱的原理与应用，并通过实验验证其在化学分析中的可行性和准确性。

实验原理：激光拉曼光谱是基于拉曼散射效应的，当激光与样品相互作用时，光子与样品中的分子发生相互作用，部分光子的能量被转移给分子，导致分子的振动和转动状态发生变化。

当光子重新散射出来时，其能量与入射光子相比发生了变化，这种能量差就是拉曼散射光的频率差，也称为拉曼位移。

通过测量拉曼散射光的频率差，可以获得样品的结构信息和分子振动信息。

实验步骤：1. 准备样品：选择一种具有明确结构和振动特征的样品，如苯乙烯。

将样品制备成适当浓度的溶液。

2. 调整仪器：打开激光拉曼光谱仪，调整激光器的功率和波长，确保光束的稳定性和一致性。

3. 校准仪器：使用标准样品进行校准，以确保光谱仪的准确性和可靠性。

4. 测量样品：将样品溶液放置在光谱仪的样品室中，调整光谱仪的参数，如激光功率、积分时间等，开始测量样品的拉曼光谱。

5. 数据分析：将测得的拉曼光谱数据进行处理和分析，通过比对标准谱图和已知结构的样品，确定拉曼峰的对应关系和分子结构。

实验结果与讨论：通过实验测量得到的苯乙烯的拉曼光谱如下图所示。

在光谱中可以观察到多个峰，每个峰对应着分子的不同振动模式。

通过与已知标准谱图的对比，可以确定这些峰的对应关系，从而推断出样品中分子的结构和组成。

在苯乙烯的拉曼光谱中，我们可以观察到几个显著的峰，如1450 cm^-1处的峰对应着苯环的C=C键伸缩振动，800 cm^-1处的峰对应着苯环的C-H键伸缩振动。

这些峰的位置和强度可以提供关于分子结构和键的信息，如键长、键强度等。

激光拉曼光谱在化学分析中有着广泛的应用。

通过测量样品的拉曼光谱，可以快速、无损地获取样品的结构信息和化学成分。

振动拉曼光谱及实验光照射介质时，除被介质吸收、反射和透射外，总有一部分被散射。

散射光按频率可分成三类：第一类，散射光的频率与入射光的频率基本相同，频率变化小于3×105HZ，或者说波数变化小于10-5cm-1，这类散射通常称为瑞利（Rayleigh）散射；第二类，散射光频率与入射光频率有较大差别，频率变化大于3×1010Hz，或者说波数变化大于1cm-1，这类散射就是所谓拉曼（Raman）散射；散射光频率与入射光频率差介于上述二者之间的散射被称为布里渊（Brillouin）散射。

从散射光的强度看，瑞利散射的强度最大，一般都在入射光强的10-3左右，常规拉曼散射的强度是最弱的，一般小于入射光强的10-6。

用光电方法记录的某一样品的振动拉曼光谱如图1-7-1所示。

设v是入射光的波数，v是散射光的波数，散射光与入射光的波数差定义为△v=v-v0。

那么，对于拉曼散射谱，△v＜0的散射光线称为红伴线或斯托克斯（Stokes）线；△v＞0的散射线称为紫伴线或反斯托克斯（anti-Stokes）线。

拉曼光谱在外观上有三个明显的特征：第一，对同一样品，同一拉曼线的波数差△v与入射光波长无关；其次在以波数为变量的拉曼光谱图上，如果以入射光波数为中心点，则斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分裂在入射光的两边；第三，斯托克斯的强度一般都大于反斯托克斯线的强度。

拉曼光谱的上述特点是散射体内部结构和运动状态的反映，也是拉曼散射固有机制的体现。

拉曼散射现象在实验上首先由印度科学家拉曼（C。

V。

Raman）和前苏联科学家曼杰斯塔姆（л〃и〃мандепь－щгам）分别在1928年发现。

由于拉曼散射强度很弱，早先的拉曼光谱工作主要限于线性拉曼谱，在应用以上结构化学的分析工作居多。

但是60年代激光技术的出现和接收技术的不断改进，拉曼光谱突破了原先的局限，获得了迅猛的发展，在实验技术上，迅速地出现了如共振拉曼散射以及高阶拉曼散射、反转拉曼反射、受激拉曼散射和相干反斯托克斯散射等非线性拉曼散射和时间分辨与空间分辨拉曼散射等各种新的光谱技术，由于拉曼光谱技术的发展，凝聚态中的电子波、自旋波和其它元激发所引起的拉曼散射不断被观察到，使之也都成为拉曼光谱的研究对象。

拉曼光谱实验报告一、实验目的：通过拉曼光谱实验，了解拉曼效应的原理和应用，并掌握拉曼光谱的实验方法和数据处理。

二、实验原理：拉曼效应是一种光与物质相互作用的效应，由散射光的频率发生变化而引起。

当光经过样品散射后，部分光子的频率发生改变，发生频移的光子称为拉曼散射光。

拉曼散射光可以分为斯托克斯散射和反斯托克斯散射。

斯托克斯散射是指光子的频率减小，能量减小，反斯托克斯散射则相反。

三、实验仪器和材料：1.激光器2.拉曼光谱仪3.样品四、实验步骤：1.将样品放置在拉曼光谱仪样品台上，并调整相应参数。

2.打开激光器，调节激光器到适当的功率。

3.打开光谱仪，选择所需的波长范围，并确定激发光。

4.开始采集拉曼光谱数据，记录下实验数据。

五、实验结果和分析：通过实验，我们得到了一些拉曼光谱数据。

根据斯托克斯散射和反斯托克斯散射的原理，我们可以观察到散射光的频率发生变化。

根据拉曼光谱的峰位和峰强，可以进一步分析样品的分子结构和成分。

六、实验结论：通过拉曼光谱实验，我们可以观察到样品的拉曼散射光，进而分析样品的分子结构和成分。

拉曼光谱技术在材料科学、化学分析等领域有着广泛的应用。

本次实验使我们对拉曼效应的原理和应用有了更深入的了解，并掌握了拉曼光谱实验的方法和数据处理技巧。

七、实验心得：本次实验中，我们首先了解了拉曼效应的基本原理，并通过实验验证了拉曼效应的存在。

在实验中，激光器的功率调节是一个重要的环节，过高或过低的功率都会对实验结果产生影响。

此外，选择适当的波长范围和光谱仪的参数设置也是非常关键的。

在数据处理过程中，需要对拉曼光谱进行峰位和峰强的分析，以得到更准确的结论。

综上所述，本次拉曼光谱实验使我对拉曼效应有了更深入的认识，同时也掌握了拉曼光谱实验的方法和数据处理技巧。

这对我的科研和实验能力的提升有着积极的意义。

激光拉曼实验报告引言激光拉曼光谱是一种基于拉曼散射现象的光谱技术，它在材料科学、生物医学、环境监测等领域有着广泛的应用。

本实验旨在通过激光拉曼光谱技术来分析样品的分子结构和化学成分，以及探索拉曼散射的物理原理。

实验步骤1. 实验准备在进行激光拉曼实验前，首先需要准备实验所需的设备和材料。

主要的设备包括激光器、光谱仪、样品支架等。

材料方面可以选择不同类型的样品进行测试，如有机化合物、无机晶体、生物分子等。

2. 调节激光器将激光器调节至适当的功率和波长。

根据实验需要，选择合适的激光波长，一般常用的有532 nm和785 nm。

通过调节激光器的参数，可以获得稳定的激光输出。

3. 收集拉曼光谱将样品放置于样品支架上，并将支架放置在光谱仪中。

在实验过程中，需要注意避免样品受到外界干扰，如光线、温度变化等。

通过激光照射样品，收集样品散射的拉曼光谱。

4. 数据分析将收集到的光谱数据进行分析。

通过观察谱线的位置和强度，可以判断样品的分子结构和化学成分。

对于未知样品，可以与已知的标准光谱进行对比，以确定样品的成分。

结果与讨论本实验选取了几种常见的有机化合物作为样品进行测试。

经过收集和分析光谱数据，观察到了特定的拉曼峰和强度变化。

通过与已知有机化合物的光谱进行对比，成功地确定了样品的成分。

实验结果表明，激光拉曼光谱技术在材料分析中具有很高的应用潜力。

结论本实验通过激光拉曼光谱技术成功地分析了不同样品的分子结构和化学成分。

实验结果表明，激光拉曼光谱技术是一种非常有效的分析工具，可以在材料科学、生物医学等领域中得到广泛应用。

通过进一步的研究和探索，我们可以进一步提高激光拉曼光谱技术的灵敏度和分辨率，以满足更高级别的科学研究需求。

参考文献•Smith, E., & Dent, G. (2005). Modern Raman spectroscopy: a practical approach. John Wiley & Sons.•Matousek, P., & Morris, M. D. (Eds.). (2012). Emerging Raman applications and techniques in biomedical and pharmaceutical fields (Vol. 113).Springer Science & Business Media.。

拉曼光谱实验报告拉曼光谱实验报告引言拉曼光谱是一种非常重要的分析技术，它通过测量样品散射光的频移来提供关于分子结构和化学键信息。

本实验旨在通过拉曼光谱仪对几种常见物质进行分析，探索其分子结构和化学键的性质。

实验方法在本实验中，我们使用了一台高分辨率的拉曼光谱仪。

首先，我们准备了一系列样品，包括液态和固态物质。

然后，将样品放置在光谱仪的样品台上，并调整仪器参数以获得最佳的信号强度和分辨率。

接下来，我们使用激光器照射样品，并记录散射光的频移。

结果与讨论1. 液态样品我们首先对几种液态样品进行了拉曼光谱分析，包括水、乙醇和甲醇。

在水的拉曼光谱中，我们观察到了两个明显的峰，分别对应于O-H键的拉伸振动和弯曲振动。

乙醇和甲醇的拉曼光谱也显示出了类似的特征，但由于它们的分子结构不同，峰的位置和强度也有所不同。

2. 固态样品我们接下来对几种固态样品进行了拉曼光谱分析，包括红磷、二氧化硅和钙钛矿。

在红磷的拉曼光谱中，我们观察到了几个峰，这些峰对应于红磷晶格中的振动模式。

二氧化硅的拉曼光谱显示出了特征性的峰，这些峰对应于硅氧键的振动。

钙钛矿是一种具有复杂结构的材料，其拉曼光谱显示出了多个峰，这些峰对应于晶格振动和化学键的振动。

3. 分子结构分析通过对样品的拉曼光谱进行分析，我们可以获得有关分子结构和化学键的重要信息。

例如，在水的拉曼光谱中，O-H键的拉伸振动峰的位置可以提供关于氢键的信息。

在红磷的拉曼光谱中，振动模式的峰位可以揭示晶格结构的性质。

这些信息对于理解物质的性质和行为非常重要。

结论通过拉曼光谱实验，我们成功地对几种液态和固态样品进行了分析，并获得了有关它们分子结构和化学键的重要信息。

拉曼光谱技术在化学、材料科学和生物学等领域具有广泛的应用前景。

通过进一步的研究和探索，我们可以更深入地了解物质的性质和行为，为科学研究和工业应用提供更多的可能性。

致谢感谢实验室提供的设备和支持，以及指导老师对本实验的指导和帮助。

拉曼光谱实验报告一、实验原理1、拉曼散射的经典模型对于振幅矢量为0E ,角频率为0ω的入射光，分子受到该入射光电场作用时，将感应产生电偶极矩P ，一级近似下P A E =，。

A 是一个二阶张量（两个箭头表示张量），称为极化率张量，是简正坐标的函数。

对于不同频率的简正坐标，分子的极化率将发生不同的变化，光的拉曼散射就是由于分子的极化率的变化引起的。

根据泰勒定理将A 在平衡位置展开，可得()3600000101cos cos 2N k k k k kA P A E t Q t E q ωωωϕ-=⎛⎫∂ ⎪=+±±⎡⎤⎣⎦ ⎪∂⎝⎭∑ {}20,1......2k l k l k lAQ Q E q q ⎛⎫∂⎪++ ⎪∂∂⎝⎭∑ （2） 由（2）可以发现，000cos A E t ω表明将产生与入射光频率0ω相同的散射光，称之为瑞利散射光。

()0cos k k t ωωϕ±±⎡⎤⎣⎦表明，散射光中还存在频率与入射光不同，大小为0k ωω±的光辐射，即拉曼散射光。

且拉曼散射光一共可以有对称的3N-6种频率，但产生与否取决于极化率张量各分量对简正坐标的偏微商是否全为零。

2、 半经典理论解释拉曼散射频率为0ω的单色光，可以看做是具有能量0ω的光子，而光的散射是由于入射光子和散射物分子发生碰撞后，改变传播方向而形成的。

图2是光散射机制半经典解释的一个形象表述，图中i j E E 表示分子的两个振动能级，虚线表示的不是分子可能的状态，只是用以表示入射光子和散射光子的能量。

碰撞如果是弹性的，如图（2a ）则二者不交换能量，光子只改变运动方向而频率和能量都没有改变，这就是瑞利散射。

而发生非弹性碰撞时，如图（2b ），光子和物质分子交换能量，可以看成是入射光子的湮灭和另一个不同能量散射光子的产生，与此同时，分子能量状态发生了跃迁，导致拉曼散射光产生。

当初态能级i E 低于末态能级j E 时产生斯托克斯拉曼散射，出射光子频率为0ij ωω-；而初态能级j E 高于末态能级i E 时产生反斯托克斯拉曼散射，出射光子频率为0ij ωω+。

第三节激光拉曼光谱法在分子的振动中，有些振动由于偶极矩的变化表现了红外活性，能吸收红外光，从而出现了红外吸收谱带（见第二章第二节)，但有些振动却表现了拉曼活性,产生了拉曼光谱谱带．这两种方法都能提供分子振动的信息,起到相互补充的作用，采用这两种方法，可获得振动光谱的全貌．拉曼光谱是一种散射光谱.在20世纪30年代，拉曼散射光谱曾是研究分子结构的主要手段.后来随着实验内容的深人，由于拉曼效应太弱,所以随着红外光谱的迅速发展，拉曼光谱的地位随之下降。

自1960年激光问世，并将这种新型光源引入拉曼光谱后,拉曼光谱出现了新的局面，已广泛应用于有机、无机、高分子、生物、环保等各个领域，成为重要的分析工具。

而且由于它的一些特点，如水和玻璃散射光谱极弱，因而在水溶液、气体、同位素、单晶等方面的应用具有突出的特长.近几年又发展了傅里叶变换拉曼光谱仪,使它在高分子结构研究中的作用与日俱增。

3．1基本概念3．1．1拉曼散射及拉曼位移拉曼光谱为散射光谱。

当一束频率为V0的人射光照射到气体、液体或透明晶体样品上时，绝大部分可以透过，大约有0．1％的入射光与样品分子之间发生非弹性碰撞,即在碰撞时有能量交换，这种光散射称为拉曼散射;反之，若发生弹性碰撞,即两者之间没有能量交换,这种光散射称为瑞利散射。

在拉曼散射中，若光子把一部分能量给样品分子,得到的散射光能量减少，在垂直方向测量到的散射光中,可以检测频率为（V0—△E/h）的线，称为斯托克斯（stokes）线，如图3-1所示，如果它是红外活性的话，△E/h的测量值与激发该振动的红外频率一致。

相反,若光子从样品分子中获得能量，在大于入射光频率处接收到散射光线，则称为反斯托克斯线。

处于基态的分子与光子发生非弹性碰撞,获得能量到激发态可得到斯托克斯线，反之，如果分子处于激发态，与光子发生非弹性碰撞就会释放能量而回到基态,得到反斯托斯线。

斯托克斯线或反斯托克斯线与入射光频率之差称为拉曼位移。

激光拉曼及荧光光谱实验一、实验目的1、 了解激光拉曼的基本原理和基本知识以及用激光拉曼的方法鉴别物质成分和分子结构的原理；2、 掌握LRS – II 激光拉曼/荧光光谱仪的系统结构和操作方法；3、 研究四氯化碳CCL4、苯C 6H 6等物质典型的振动—转动光谱谱线特征。

二、实验原理2.1 基本原理分子有振动。

原子分双子的振动按经典力学的观点可以看成是简谐振子，其能量为A 是振幅，k 是力常数。

按照量子力学，简谐振子的能量是量子化的，t=0，1，2，3，···，是振动量子数，f 是振子的固有振动频率。

如果在同一电子态中，有振动能级的跃迁，那么产生的光子能量hf t t E E h )('12-=-=ν 波数为CO 在红外部分有4.67微米、2.35微米、1.58微米等光谱带，其倒数之比近似为1：2：3。

当Δt =1时，测得的ν~反映了分子键的强弱。

分子有转动。

双原子分子的转动轴是通过质心而垂直于联接二原子核的直线的。

按照经典力学，转动的动能是式中P 是角动量，Ｉ是转动惯量， 222211r m r m I += 可以证明IP I E 22122==ω222121r r m m m m I μ=+=222212121kA kx mv E =+=2121m m m m m +=hft E )21(+=mk f π21=,3,2,)(1~12ωωωωλν=∆=-'=-==t cft t hc E E上式中ｒ１，ｒ２和ｒ分别代表两原子到转轴的距离及两原子之间的距离，μ称为约化质量。

按照量子力学，角动量应等于代入上式得此式可以从量子力学直接推得，Ｊ称为转动量子数。

当Ｊ＝０，１，２，３，···等值时，相应的Ｊ（Ｊ＋１）＝０，２，６，１２，···，所以能级的间隔是I h 22π的２，４，６，８，···倍。

激光拉曼光谱一、实验目的1、 了解激光拉曼的基本原理和基本知识以及用激光拉曼的方法鉴别物质成分和分子结构的原理；2、 掌握LRS –II 激光拉曼/荧光光谱仪的系统结构和操作方法；3、 研究四氯化碳CCL4典型的振动—转动光谱谱线特征。

二、实验仪器LRS –II 激光拉曼/荧光光谱仪、电脑等。

三、实验原理1.背景介绍1928年，印度物理学家拉曼（C.V.Raman ）和克利希南（K.S.Krisman ）实验发现，当光穿过液体苯时被分子散射的光发生频率变化，这种现象称为拉曼散射。

几乎与此同时，苏联物理学家兰斯别而格（ndsberg ）和曼杰尔斯达姆（L.Mandelstamm ）也在晶体石英样品中发现了类似现象。

在散射光谱中，频率与入射光频率0υ相同的成分称为瑞利散射，频率对称分布在0υ两侧的谱线或谱带01υυ±即为拉曼光谱，其中频率较小的成分01υυ-又称为斯托克斯线，频率较大的成分01υυ+又称为反斯托克斯线。

这种新的散射谱线与散射体中分子的震动和转动，或晶格的振动等有关。

拉曼效应是单色光与分子或晶体物质作用时产生的一种非弹性散射现象。

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。

20世纪60年代激光的问世促进了拉曼光谱学的发展。

由于激光极高的单色亮度，它很快被用到拉曼光谱中作为激发光源。

而且基于新激光技术在拉曼光谱学中的使用，发展了共振拉曼、受激拉曼散射和番斯托克斯拉曼散射等新的实验技术和手段。

拉曼光谱分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术,其信号来源于分子的振动和转动。

它提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，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。

拉曼光谱实验1 引言拉曼散射效应是以此现象的发现者——印度物理学家C．V．Raman的名字命名的。

拉曼于1928年首先在液体中观察到这种现象，并记录了散射光谱。

拉曼光谱和红外光谱同属分子振动光谱，但它们的机理却不同：红外光谱是分子对红外光的特征吸收，而拉曼光谱则是分子对光的散射。

由于拉曼散射光的频率位移对应于分子的能级跃迁，因此拉曼光谱技术便成为人们研究分子结构的新的手段之一。

20世纪40年代，由于当时的仪器技术水平所限，也由于红外光谱技术的迅速发展，拉曼光谱一度处于低潮阶段。

60年代初，激光器的出现为拉曼光谱提供了理想的光源，再加上计算机的发展，使激光拉曼光谱逐步成为分子光谱学中一个活跃的分支。

拉曼光谱技术以其信息丰富，制样简单，水的干扰小等独特的优点，广泛应用于生物分子、高聚物、半导体、陶瓷、药物、禁违毒品、爆炸物以及化学化工产品的分析中。

2 方法原理2．1 拉曼散射效应当激发光的光子与作为散射中心的分子相互作用时，大部分光子只是改变方向发生散射，而光的频率仍与激发光的频率相同，这种散射称为瑞利散射；约占总散射光强度的10-6～10-10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。

产生拉曼散射的原因是光子与分子之间发生了能量交换，见图1。

受激虚态El激发态E。

基态图1 拉曼散射效应能级图对于斯托克斯(Stokes)拉曼散射来说，分子由处于振动基态E0被激发至激发态E1，分子得到的能量为⊿E，恰好等于光子失去的能量：⊿E=E1一E0(1)与之相对应的光子频率改变⊿ν，为⊿ν＝⊿E／h式中h为普郎克常数。

此时，Stokes散射的频率为ν，νs =ν0-⊿E／h，⊿ν=ν0-νs斯托克斯散射光的频率低于激发光频率ν0。

同理，仅斯托克斯(Anti—Stokes)散射光的频率νas为νas =ν0+⊿E／h，⊿ν=νas-ν0反斯托克斯散射光的频率高于激发光频率。