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拉曼光譜儀原理與組成結(jié)構(gòu)圖
當(dāng)光線照射到分子并且和分子中的電子云及分子鍵結(jié)產(chǎn)生相互作用，就會(huì)發(fā)生拉曼效應(yīng)。對(duì)于自發(fā)拉曼效應(yīng)，光子將分子從基態(tài)激發(fā)到一個(gè)虛擬的能量狀態(tài)。當(dāng)激發(fā)態(tài)的分子放出一個(gè)光子后并返回到一個(gè)不同于基態(tài)的旋轉(zhuǎn)或振動(dòng)狀態(tài)。在基態(tài)與新狀態(tài)間的能量差會(huì)使得釋放光子的頻率與激發(fā)光線的波長(zhǎng)不同。
如果終振動(dòng)狀態(tài)的分子比初始狀態(tài)時(shí)能量高，所激發(fā)出來(lái)的光子頻率則較低，以確保系統(tǒng)的總能量守衡。這一個(gè)頻率的改變被名為Stokes shift。如果終振動(dòng)狀態(tài)的分子比初始狀態(tài)時(shí)能量低，所激發(fā)出來(lái)的光子頻率則較高，這一個(gè)頻率的改變被名為Anti-Stokes shift。拉曼散射是由于能量透過光子和分子之間的相互作用而傳遞，就是一個(gè)非彈性散射的例子。
關(guān)于振動(dòng)的配位，分子極化電位的改變或稱電子云的改變量，是分子拉曼效應(yīng)必定的結(jié)果。極化率的變化量將決定拉曼散射強(qiáng)度。該模式頻率的改變是由樣品的旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)狀態(tài)決定。
1、Rayleigh散射：彈性碰撞；無(wú)能量交換，僅改變方向；
2、Raman散射：非彈性碰撞；方向改變且有能量交換；
一臺(tái)拉曼光譜儀主要做到兩點(diǎn)：
①阻擋瑞利散射光和其他雜散光進(jìn)入探測(cè)器；
②將拉曼散射光分散成各個(gè)頻率，入射于探測(cè)器。
而對(duì)于拉曼光譜儀的一般要求是大程度地探測(cè)到來(lái)自試樣的拉曼散射光，有較高的光譜分辨率和轉(zhuǎn)移精度，合適的光譜范圍以及操作方便。
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