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1 / 12 拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理与应用
拉曼光谱的原理与应用
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，与激发激光与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与体积小、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
拉曼光谱测试条件
拉曼光谱测试是一种分析物质结构和化学成分的技术，通常需要满足以下条件：
1.
光源：拉曼光谱测试需要使用单色光作为光源，通常使用激光作为激发光源。
2.
样品：待测样品需要具有一定的拉曼散射活性，通常是晶体或分子。
3.
光谱仪：拉曼光谱仪是测试拉曼光谱的核心设备，它包括光源、样品室、分光器和检测器等部分。
4.
测试环境：拉曼光谱测试需要在稳定的环境中进行，避免外界干扰和温度变化等因素对测试结果的影响。
5.
数据处理：拉曼光谱测试得到的原始数据需要经过处理和分析，才能得到有用的信息。
在进行拉曼光谱测试时，需要根据具体的测试需求和样品特点，选择合适的测试条件和方法，以获得准确可靠的测试结果。
附件二
东北师范大学研究生课程论文
论文题目 拉曼光谱实验报告
课程名称 固体光学性质
姓 名 刘楠楠 学 号 10200201021774
专 业 凝聚态物理 年 级 2010
院 、 所 物理学院 年 月 日 2011. 06.25
研究生课程论文评价标准
指 标 评价内容 评价等级（分值） 得分 A B C D
选 题 选题是否新颖；是否有意义；是否与本门课程相关。 20-16 15-11 10-6 5-0
论 证 思路是否清晰；逻辑是否严密；结构是否严谨；研究方法是否得当；论证是否充分。 20-16 15-11 10-6 5-0
文 献 文献资料是否翔实；是否具有代表性。 20-16 15-11 10-6 5-0
规 范 文字表达是否准确、流畅；体例是否规范；是否符合学术道德规范。 20-16 15-11 10-6 5-0
能 力 是否运用了本门课程的有关理论知识；是否体现了科学研究能力。 20-16 15-11 10-6 5-0
评阅教师签名：
年 月 日 总分：
东北师范大学研究生院制
拉曼光谱
一、 实验目的
1、 掌握拉曼光谱仪的原理和使用方法；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。
3、 测四氯化碳的拉曼光谱，计算拉曼频移。
二、实验仪器
RBD型激光拉曼光谱仪
三、 实验原理
1.拉曼散射光谱
拉曼散射光谱(拉曼散射)指的是光子发生的一种非弹性散射现象。一束光照射在物质上，光子会被构成该物质的原子或分子散射，其中绝大部分的散射光子会以原有的频率(能量)散射出去，这部分散射属于弹性散射(瑞利散射)因为光子散射前后没有发生能量改变;但是会有小部分散射光子的能量或变大或变小发生了改变(约占总散射光子数的l/108)，这种散射属于非弹性散射。拉曼散射就属于非弹性散射。拉曼散射反映的是分子的振动、转动或电子态能量的变化，在大多数实际应用中主要考虑的是振动态的拉曼散射。
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。
在很长的一段时间，由于拉曼与生俱来的缺点(信号弱)而限制了它的应用，
但是随着仪器技术的发展，仪器的灵敏度和分辨率不断提高，体积减小了，操作
也简单了，同时仪器的价格也降低了，很多单位已经可以买的起了，用户也越来
越多。总体来说现在拉曼光谱仪已经向分析型仪器方向发展了，应用领域也由原
来的材料领域，拓展到了化学、催化、刑侦、地质领域、艺术、生命科学等各个
领域，甚至有一些QC领域也已经开始使用拉曼光谱仪了。
不过，我们同时也发现，由于当前拉曼光谱仪的用户还不是很多，很多用户
拉曼光谱相关基础较弱，在使用过程中总会遇到一些问题，如Ramanshift和
wavenumber是一回事吗？拉曼谱里面得到的荧光背景和荧光光谱仪里面的荧光
图区别在哪里？激光拉曼光谱和红外光谱有什么区别?
为此，小编今天给大家分享一下拉曼光谱仪使用过程中的一些常见问题和解
决方案，其中也包括了一些基础的概念性问题帮助您更好的理解其中的原理，即
使您是“门外汉”，看完这些对拉曼光谱也会有一个比较清楚的了解。
详细内容如下：
一、测试了一些样品，得到的是Ramanshift，但是文献是wavenumber，不知
道它们之间的转换公式是怎么样的?激光波长632.8nm。
1. 两者是一回事。ramanshift即为拉曼位移或拉曼频移，频率的增加或减小
常用波数差表示，拉曼光谱仪得到的谱图横坐标就是波数wavenumber，单位cm-1。
2.两者一回事。
拉曼频移ramanshift指频率差，但通常用波数wavenumber表示，单位cm-1，
可以说某个谱峰拉曼位移是??波数，或??cm-1。
3.在Raman谱中，wavenumber有两种理解，一种是相对波数，这时就等于
