簡述拉曼光譜儀的原理,特征和應用!
今天合肥原位科技有限公司小編對于拉曼光譜儀的原理,特征和應用作簡單介紹:
一、拉曼光譜儀原理:
當一束頻率為v0的單色光照射到樣品上后,分子可以使入射光發生散射。大部分光只是改變光的傳播方向,從而發生散射,而穿過分子的透射光的頻率,仍與入射光的頻率相同,這時,稱這種散射稱為瑞利散射;還有一種散射光,它約占總散射光強度的10^-6~10^-10,該散射光不僅傳播方向發生了改變,而且該散射光的頻率也發生了改變,從而不同于激發光(入射光)的頻率,因此稱該散射光為拉曼散射。在拉曼散射中,散射光頻率相對入射光頻率減少的,稱之為斯托克斯散射,因此相反的情況,頻率增加的散射,稱為反斯托克斯散射,斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射強得多,拉曼光譜儀通常大多測定的是斯托克斯散射,也統稱為拉曼散射。
散射光與入射光之間的頻率差v稱為拉曼位移,拉曼位移與入射光頻率無關,它只與散射分子本身的結構有關。拉曼散射是由于分子極化率的改變而產生的(電子云發生變化)。拉曼位移取決于分子振動能級的變化,不同化學鍵或基團有特征的分子振動,ΔE反映了指定能級的變化,因此與之對應的拉曼位移也是特征的。這是拉曼光譜可以作為分子結構定性分析的依據。
二、拉曼光譜儀特征:
1、拉曼散射譜線的波數雖然隨入射光的波數而不同,但對同一樣品,同一拉曼譜線的位移△v~與入射光的波長無關,只和樣品的振動轉動能級有關。
2、在以波數為變量的拉曼光譜圖上,斯托克斯線和反斯托克斯線對稱地分布在瑞利散射線兩側, 這是由于在上述兩種情況下分別相應于得到或失去了一個振動量子的能量。
3、一般情況下,斯托克斯線比反斯托克斯線的強度大。這是由于Boltzmann分布,處于振動基態上的粒子數遠大于處于振動激發態上的粒子數。
三、拉曼光譜儀應用:
地質領域:現場探礦、礦石成分的定量定性分析和包裹體的研究等。石油領域:檢測石油產品質量、定性分析石油產品組成或種類。食品領域:用于食品成分的“證實”,以及摻雜物的“證偽”。農牧領域:農牧產品的分類及鑒定。化學、高分子、制藥及醫學相關領域:過程控制;質量控制、成分鑒定、藥物鑒別、疾病診斷。刑偵及珠寶行業,毒品檢測;珠寶鑒定。環境保護,環保部門水質污染監測、表面污染檢測和其他有機污染物。物理領域:光學器件和半導體元件研究。鑒定,古物古玩鑒定、公安刑事鑒定等其他領域。
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