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拉曼光譜原理——拉曼位移

一、拉曼位移（Raman Shift）

斯托克斯與反斯托克斯散射光的頻率與激發(fā)光源頻率之差△統(tǒng)稱(chēng)為拉曼位（Raman Shift）斯托克斯散射的強(qiáng)度通常要比反斯托克斯散射強(qiáng)度強(qiáng)得多，在拉曼光譜分析中，通常測(cè)定斯托克斯散射光線(xiàn)。拉曼位移取決于分子振動(dòng)能級(jí)的變化，不同的化學(xué)鍵或基態(tài)有不同的振動(dòng)方式，決定了其能級(jí)間的能量變化，因此，與之對(duì)應(yīng)的拉曼位移是特征的。這是拉曼光譜進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)定性分析的理論依據(jù)。

二、拉曼位移的產(chǎn)生：

當(dāng)頻率為ν0的單色輻射照射到物質(zhì)上時(shí)，大部分入射輻射透過(guò)物質(zhì)或被物質(zhì)吸收，只有一小部分輻射被樣品分子散射。入射的光子和物質(zhì)分子相碰撞時(shí)，可發(fā)生彈性碰撞和非彈性碰撞，在彈性碰撞過(guò)程中，光子與分子之間不發(fā)生能量交換，光子只改變運(yùn)動(dòng)方向而不改變頻率（ν0），這種散射過(guò)程叫彈性散射，亦稱(chēng)為瑞利散射（Rayleigh scattering）而在非彈性碰撞過(guò)程中，光子與分子之間發(fā)生能量交換，光子不僅要改變運(yùn)動(dòng)方向，它還放出一部分能量給予分子，或從分子吸收一部分能量，從而改變光子的頻率。

由非彈性散射引起含有其他頻率的散射光的現(xiàn)象稱(chēng)為拉曼效應(yīng)，這種散射過(guò)程稱(chēng)為拉曼散射（Raman scattering）比入射輻射頻率ν0低的散射線(xiàn)（ν0-ν1）稱(chēng)為斯托克斯線(xiàn)（Stokes lines），高于入射輻射頻率的散射線(xiàn)（ν0＋ν1）稱(chēng)為反斯托克斯線(xiàn)（anti-Stokes lines）。斯托克斯線(xiàn)、反斯托克斯線(xiàn)與入射輻射之間頻率差ν1稱(chēng)為拉曼位移。