拉曼实验报告

1、东北师范大学研究生实验报告实验项目名称拉曼光谱实验现代物理实验方法姓薛学生编号20141019202014年凝聚态物理专业水平物理研究所，物理研究所，物理研究所，物理研究所，2014年11月11日研究生实验报告评价标准指纹评估内容评估等级(分数)ABCD得分设计计划实验设计是否合理可行；实验方法是否合适。20-1615-1110-65-0数据和数据数据记录是否真实准确，数据处理是否科学。20-1615-1110-65-0结论结论是否明确；结果是否与数据一致。20-1615-1110-65-0规章制度书面表达是否准确流畅；风格是否规范；遵守学术道德。20-1615-1110-65-0能量力是否反

2、映了实验研究能力；是否使用本课程学到的理论知识。20-1615-1110-65-0复习老师的签名：一年中的月日总分：东北师范大学研究生院制度1.实验目的：1.学习和理解拉曼散射的基本原理；2.学会使用激光拉曼光谱仪测量四氯化碳的谱线；两个实验原则：1.光的组合散射当光照射介质时，除了被介质吸收、反射和透射之外，它的一部分总是被散射。散射光按频率可分为三类：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3105HZ，或波数变化小于10-5cm-1，通常称为瑞利散射；其次，散射光的频率与入射光的频率相差很大，频率变化大于31010赫兹，或者波数变化大于1cm-1。这种散射被称为拉曼散射。

3、散射光频率和入射光频率之差的散射称为布里渊散射。瑞利散射具有最高的强度，通常约为入射光强度的10-3，而常规拉曼散射具有最弱的强度，通常小于入射光强度的10-6。2.半经典理论解释了拉曼散射有频率的单色光可以看作有能量的光子，光的散射是由入射光子与散射体分子的碰撞和传播方向的改变引起的。图2是光散射机制的半经典解释的视觉表示，其显示了分子的两个振动能级。虚线显示的不是分子的可能状态，而是入射光子和散射光子的能量。图(2a)图(2b)电喷射穿孔Ei如果碰撞是弹性的，如图(2a)所示，两者不交换能量，光子只改变运动方向而不改变频率和能量，这就是瑞利散射。当发生非弹性碰撞时，如图2b所示，光子和物质

4、分子之间的能量交换可以看作入射光子的湮灭和不同能量散射光子的产生。同时，分子的能量状态转变，导致拉曼散射光的产生。当初始能级低于最终能级时发生斯托克斯拉曼散射，并且出射光子频率为；当初始能级高于最终能级时，发生反斯托克斯拉曼散射，并且出射光子频率为。根据统计分布规律，在拉曼散射中，高能级的分子数低于低能级的分子数，因此反斯托克斯线的强度小于斯托克斯线的强度。4.拉曼散射的去偏振度测试样品中分子的取向，特别是在液体和气体介质中，是随机分布的。通常，如果入射光是平面偏振光，散射光的偏振方向可能不同于入射光的偏振方向，并且它也可能变得不完全偏振。这种现象被称为散射光的“去偏振”。散射光的去偏振通常与

5、分子结构和振动的对称性有关。拉曼散射光的偏振完全取决于偏振张量。非对称振动分子的极化率张量是一个椭球体，它将随着振动而滚动三、实验内容和方法1.实验装置激光成像透镜组单色仪钝化台面型晶体管光电计数器计算器打印机货币供应量之二样本池货币供应量P3腰神经2第一亲代P2L2图3实验装置示意图2.实验内容四.实验步骤1.准备样品：用滴管将四氯化碳注射到药管中，然后将药管放在样品架上。其次，打开激光电源。第三，调整外部光路将一张白纸放在单色仪的入射狭缝处，观察瑞利光的图像，即绿色亮条纹是否清晰。如果透明并进入狭缝，请勿调整。如果异常，按照以下步骤进行调整：1.在将激光束放入药管之前，观察激光束是否垂直于

6、底板，如果不垂直，调整激光束。2.聚焦部件的调整：将药管放在样品架上，调整样品台上的微调螺钉，使聚焦的激光束位于样品管的中心。3.聚光部分的调整：聚光部分是为了最有效地收集拉曼光。该仪器由物镜组和物镜2组成。请看下图：首先，取一张空白纸，放入单色仪的狭缝中，看看是否有一个亮绿色条纹平行于狭缝。如果亮绿色条纹此时清晰可见并进入狭缝，则无需调整。如果图像清晰但没有进入狭缝，请调整螺钉让图像进入狭缝。第四，打开仪器电源；5.启动应用程序，显示一个对话框，并重新初始化(重新定位光栅)；六.在参数设置区设置阈值、积分时间等参数：七、点击“单向”扫描，得到声谱图。第八，与给定的标准光谱图相比，当峰值较低时

7、，意味着进入狭缝的拉曼光较少，并且外部光路被进一步调整。方法如下：用“自动寻峰”找到最高峰对应的波长并记录下来；点击“定点”，输入最高峰对应的波长，输入100秒的时间长度。依次调整外光路中物镜的间距按钮，使对话框中出现的能量(时间在左边，能量在右边)达到最大值。9.点击“搜索”，在对话框中输入515纳米的波长，点击“单向”扫描得到光谱图。十、存储打印(显示波长和峰值)；十一、关闭应用程序；十二、关闭仪器电源和激光电源。第四，数据处理和分析1.测量四氯化碳分子的振动拉曼散射光谱测量四氯化碳的拉曼光谱。在测量过程中，狭缝的宽度从相对较大逐渐减小，最后测量光谱图。见附表2.测量四氯化碳分子偏振斯托克

8、斯拉曼光谱的操作步骤和方法与上述实验相同，但区别如下：(1)实验中应增加偏振方向垂直于散射平面的分析仪；(2)实验中增加了偏振旋转器，偏振旋转器的位置根据测量要求改变。带有散射强度符号的拉曼光谱被记录一次。狭缝宽度与实验中的2.1相同。应特别注意的是，当记录两次时，狭缝的照明应处于相同的最佳状态，并且其他参数应保持完全一致。记录垂直于消光方向I和平行于消光方向I。分别计算了三个斯托克斯波的消偏振比，并通过=i/I进行了计算。当去偏振比接近0时，这意味着散射光完全偏振，振动必须对称。接近3/4意味着此时散射光完全去偏振，如下表所示。V.实验数据和结论：12u平行光强度垂直光强度去极化率537.3毫米532nm1.8510-52156.01372.50.637540.1毫米532nm2.8210-51886.51410.70.