激光拉曼光谱分析ppt课件

1 李子坡 20907011024 2 激光拉曼光谱 1概述2拉曼效应3拉曼光谱仪4拉曼光谱图5红外与拉曼比较 3 1概述 1800年 英国科学家W Herschel在测色温时 即波长越长 所具有的温度越高 发现了红外光 Infra Red 由于存在红外非活性的问题 因此人们又继续研究探索 在1928年的时候 由印度科学家V C Raman发现了拉曼效应 并获得1930年度Nobel物理奖 4 2拉曼效应 1 1 瑞利散射一个频率为 的单色光 一般为可见光 当不被物体吸收时 大部分将保持原来的方向穿过物体 但大约有1 105 1 103的光被散射到各个方向 并且在与入射光垂直的方向 可以看到这种散射光 1871年科学家Rayleigh发现了这种现象 因此称之为瑞利散射 该种散射为弹性碰撞 光的频率不变 波长较短的光 其瑞利散射强一些 这也是天空呈现蓝色的原因 日光中蓝光的瑞利散射是红光强度的10倍 5 2拉曼效应 2 2 拉曼散射当单色光照射在样品上 发生瑞利散射的同时 总发现有1 左右的散射光频率与入射光不同 把这种效应命名为拉曼效应 喇曼效应 6 2拉曼效应 3 拉曼散射与入射光的波数无关 只与物质本身的分子结构所固有的振动和转动能级结构有关 与红外光谱中所讲的分子的能级一致 但红外光谱反映的是这些能级的转变对入射光的吸收效应 而拉曼光谱则反映的是发射光谱效应 因此拉曼技术检测分子可用于鉴别物质的种类 7 2拉曼效应 4 若入射光的波数为 0 则拉曼散射的 0 i 又称之为拉曼位移 E1为分子的基态 E2为除基态以外的某一能级 如某一振动态 E3和E3 为该分子的受激虚态之能级 8 2拉曼效应 5 1 处于基态E1的分子受入射光子h 0的激发 跃迁到受激虚态E3 而后又回到基态E1 或者E2的分子激发到E3 很快又回到E2 这两种情况下 能量都没有改变 这种弹性碰撞称之为瑞利散射 散射光的波数等于入射光的波数 9 2拉曼效应 6 2 处于基态E1的分子受激发 跃迁到受激虚态E3 而后又回到基态E2 而非E1 分子的能量损失了E2 E1 h 这种非弹性碰撞称之为斯托克斯散射 Stokes 散射波的波数等于 0 10 2拉曼效应 7 3 处于E2的分子受激发 跃迁到受激虚态E3 而后又回到E1 分子的能量增加了E2 E1 h 这种非弹性碰撞称之为反斯托克斯散射 Anti Stokes 散射波的波数等于 0 11 2拉曼效应 8 斯托克斯散射和反斯托克斯散散统称为拉曼散射 实际上 反斯托克斯散射的强度比较大 因此在拉曼光谱测定上习惯采用反斯托克斯散射 12 2拉曼效应 9 图中的E2为除基态以外的某一能级 可以是分子的任何一个转动能级或者振动能级 因此分子产生的拉曼散射可以有多个不同的波数 13 2拉曼效应 10 拉曼散射的多个不同的波数 14 2拉曼效应 11 拉曼散射的多个不同的波数 15 3拉曼光谱仪 1 1 激光光源 氩离子激光器 激光波长514 5nm 绿光 氦氖激光器 激光波长488 0nm 紫光 激光的特点 偏振光 强度大 可聚集成很细的一束 照射在样品上的一个点 1微米区域 因此把激光拉曼光谱又称之外激光拉曼微探针 LaserRamanMicroscopy LRM 16 3拉曼光谱仪 2 2 仪器原理 17 4拉曼光谱图 1 18 4拉曼光谱图 2 Nylonhydrophile 19 4拉曼光谱图 3 Diamondsharppeakat1332cm 1 graphitebroadhumpat1550cm 1 20 4拉曼光谱图 4 21 5红外与拉曼比较 1 1都是研究分子结构 化学键 的分子振动 转动光谱 2红外光谱是吸收光谱 拉曼是发射光谱3拉曼的频谱范围宽10 4500cm 1 红外的窄200 4000cm 1 22 5红外与拉曼比较 2 4拉曼的激发