拉曼光谱实验报告

成就评价教师签名嘉应大学物理研究所现代物理实验实验报告实验项目：拉曼光谱实验地点：班级级别：姓氏：座位号：实验时间：年、月、日首先，实验的目的：1.理解拉曼散射的基本原理2.学会使用拉曼光谱仪测量物质的谱线，并知道简单的谱线分析方法。二、实验仪器和用具：RBD激光拉曼光谱仪三、实验原理：根据散射光相对于入射光波数的变化，散射光可分为瑞利散射、布利斯散射和拉曼散射。瑞利散射最强，拉曼散射最弱。在经典理论中，拉曼散射可以认为是入射光电磁波使原子或分子带电后产生的。因为原子和分子可以被极化，所以产生瑞利散射。因为极化率随着运动(旋转、振动等)而变化。)在分子内部，产生拉曼散射。图(1a)图(1b)(高能态是一种虚能态，实际上并不存在。这种转变过程只是一个模型，实际上并没有发生)在量子理论中，当光量子与分子碰撞时，拉曼散射被认为是一个非弹性碰撞过程。在弹性碰撞过程中，光量子和分子之间没有能量交换，因此其频率保持不变，这称为瑞利散射，如图(1a)所示；在非弹性碰撞过程中，光量子与分子进行能量交换，从而改变其频率。它从散射分子中获得或给予散射分子的能量只能是分子的两个稳态之间的差异。当光量子给分子提供部分能量时，频率较低的光为斯托克斯线，散射分子接收的能量转化为分子的振动或旋转能量，从而处于激发态，如图(1b)所示。这时，光量子的频率是：光量子从一个更大的频率散射，叫做反斯托克斯线，这里光量子的频率是。图2瑞利线反斯托克斯线最简单的拉曼光谱如图2所示，瑞利散射线在中心，频率和强度最强。低频侧是斯托克斯线，它比瑞利线弱得多。在高频侧是反斯托克斯线，其强度比斯托克斯线弱得多，因此不容易观察到反斯托克斯线的出现，但是反斯托克斯线的强度随着温度的升高而迅速增加。斯托克斯线和反斯托克斯线通常称为拉曼线，它们的频率通常表示为拉曼位移。为了提高入射光的强度并尽可能多地收集散射光，应尽可能地抑制和消除主要来自瑞利散射的背景杂散光，以提高仪器的信噪比。拉曼光谱仪通常由五部分组成，如图3所示。图3拉曼光谱仪的基本结构仪器的外形如图5所示。仪器配有实验台，各部件安装在实验台上，实验台牢固稳定，满足精密光学实验的要求。图5 rbd激光拉曼光谱仪总体结构图四、实验步骤：1.基础实验：记录四氯化碳分子的振动拉曼光谱(1)要求完整记录振动拉曼光谱，包括瑞利线、斯托克斯线和反斯托克斯线，体验拉曼光谱的基本实验技术，了解拉曼光谱的主要特征及其与分子结构的关系。(2)调节拉曼光谱仪的外部光路，使得入射激光束垂直穿过需要放置样品的中心，并且样品在单色仪入口狭缝上最佳成像。(3)适当调整信号接收系统的参数，使光谱图的基线位于记录纸宽度的1/10-1/8处，而最强拉曼线的峰值位于2/3-3/4处。调整单色仪的扫描速度，使谱线轮廓对称，宽度合适。(4)记录单色仪狭缝为125m和50m(入射狭缝和出射狭缝相等)时的光谱图。(5)实验报告应记录所有实验参数，特别是狭缝的几何宽度和波长扫描范围；将光谱图上的波长标度改为波数差标度，并在每条谱线的峰尖标出波数差；比较每个谱线的测量相对强度，识别对应于每个谱线的简谐振动类型。(6)观察并报告入射光偏振方向改变时样