激光拉曼光譜實(shí)驗(yàn)報(bào)告(已修改)
2025-05-26 02:37 本頁面
【正文】 . .. . ..激光拉曼光譜實(shí)驗(yàn)報(bào)告摘要：本實(shí)驗(yàn)研究了用半導(dǎo)體激光器泵浦的：晶體并倍頻后得到的532nm激光作為激發(fā)光源照射液體樣品的分子而得到的拉曼光譜，譜線很好地吻合了理論分析的分子4種振動(dòng)模式，且頻率的實(shí)驗(yàn)值與標(biāo)準(zhǔn)值比誤差低于2%。又利用偏振片及半波片獲得與入射光偏振方向垂直及平行的出射光，確定了各振動(dòng)的退偏度，、。關(guān)鍵詞:拉曼散射、分子振動(dòng)、退偏一， 引言1928年，印度物理學(xué)家拉曼（）和克利希南（）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光穿過液體苯時(shí)被分子散射的光發(fā)生頻率變化，這種現(xiàn)象稱為拉曼散射。幾乎與此同時(shí)，蘇聯(lián)物理學(xué)家蘭斯別而格（）和曼杰爾斯達(dá)姆（）也在晶體石英樣品中發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象。在散射光譜中，頻率與入射光頻率相同的成分稱為瑞利散射，頻率對稱分布在兩側(cè)的譜線或譜帶即為拉曼光譜，其中頻率較小的成分又稱為斯托克斯線，頻率較大的成分又稱為反斯托克斯線。這種新的散射譜線與散射體中分子的震動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，或晶格的振動(dòng)等有關(guān)。拉曼效應(yīng)是單色光與分子或晶體物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的一種非彈性散射現(xiàn)象。拉曼譜線的數(shù)目，位移的大小，譜線的長度直接與試樣分子振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)能級有關(guān)。因此，與紅外吸收光譜類似，對拉曼光譜的研究，也可以得到有關(guān)分子振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)的信息。目前拉曼光譜分析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于物質(zhì)的鑒定，分子結(jié)構(gòu)的研究譜線特征。20世紀(jì)60年代激光的問世促進(jìn)了拉曼光譜學(xué)的發(fā)展。由于激光極高的單色亮度，它很快被用到拉曼光譜中作為激發(fā)光源。而且基于新激光技術(shù)在拉曼光譜學(xué)中的使用，發(fā)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實(shí)驗(yàn)技術(shù)和手段。拉曼光譜分析技術(shù)是以拉曼效應(yīng)為基礎(chǔ)建立起來的分子結(jié)構(gòu)表征技術(shù),其信號來源于分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。它提供快速、簡單、可重復(fù)、且更重要的是無損傷的定性定量分析，無需樣品準(zhǔn)備，樣品可直接通過光纖探頭或者通過玻璃、石英、和光纖測量。拉曼光譜的分析方向有定性分析、結(jié)構(gòu)分析和定量分析。本實(shí)驗(yàn)將用半導(dǎo)體激光器泵浦的：晶體并倍頻后得到的532nm激光作為激發(fā)光源研究液體樣品的分子的拉曼光譜。二， 實(shí)驗(yàn)原理1， 分子的振動(dòng)由N個(gè)原子組成的分子具有3N個(gè)自由度。由于分子質(zhì)心有3個(gè)平移自由度，非線性分子有3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，因此其余3N6個(gè)自由度是描述分子中的原子振動(dòng)的。分子內(nèi)原子的振動(dòng)很復(fù)雜，但是總可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解和疊加原理吧分子的振動(dòng)分解為3N6種獨(dú)立的振動(dòng)，稱為“簡正振動(dòng)”?？梢杂谩昂喺鴺?biāo)”描述簡正振動(dòng)，3N6中簡正振動(dòng)的簡正坐標(biāo)為。每個(gè)簡正坐標(biāo)都以它對應(yīng)的簡正頻率振動(dòng)著， （1）圖 1 四氯化碳分子結(jié)構(gòu)四氯化碳的分子式為，平衡時(shí)它的分子式一正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子處于正四面體的中央。四個(gè)氯原子處于四個(gè)不相鄰的頂角上，如圖1所示，中間的A原子即為碳原子。它共有九個(gè)振動(dòng)自由度，一個(gè)任意的振動(dòng)可以分解成九種簡正振動(dòng)。（1）四個(gè)CL原子沿各自與C的連線同時(shí)向內(nèi)或向外運(yùn)動(dòng)（呼吸式），振動(dòng)頻率相當(dāng)于波數(shù)V=458/cm（為了敘述方便，記為振動(dòng)模式1）。 （2
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