日韩一级av毛片精品久久网-免费毛片久久精品一区二区-中文字幕日本aⅴ天堂在线-国内精品免费一区二区三区二百

拉曼光譜的基本原理介紹

雷力、王揚斌

隨著(zhù)科技的飛速發(fā)展，光電應用與材料領(lǐng)域正不斷涌現出令人矚目的新知識和技術(shù)與新應用，為響應國家號召，北京卓立漢光儀器有限公司積極承擔社會(huì )責任，特別策劃并推出《名家專(zhuān)欄》系列技術(shù)與應用新聞專(zhuān)欄，該專(zhuān)欄匯聚激光物理、拉曼光譜、等離子體、電化學(xué)、量子理論及激光誘導擊穿光譜等多領(lǐng)域系列，全系列專(zhuān)欄共計36篇，深入剖析前沿科技，為讀者帶來(lái)專(zhuān)業(yè)而豐富的知識盛宴，為廣大科研工作者提供一個(gè)交流與學(xué)習的平臺。

拉曼光譜在物理、化學(xué)、生物、醫藥、地學(xué)、材料科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域具有非常廣泛的應用，現已經(jīng)成為物質(zhì)科學(xué)研究的主要技術(shù)之一。首篇《名家專(zhuān)欄》拉曼光譜系列專(zhuān)欄，榮幸地邀請到了四川大學(xué)原子與分子物理研究所雷力老師、王揚斌老師， 將簡(jiǎn)單介紹一下拉曼光譜的基本原理。

光是一種具有固定能量（頻率或波長(cháng)）的電磁波，光子是傳播電磁相互作用的基本粒子。當能量為hv0入射光穿過(guò)透明介質(zhì)時(shí)，光子與介質(zhì)中的分子發(fā)生彈性碰撞，光的方向或許發(fā)生變化，但其能量仍保持不變，這一現象叫做瑞利散射；而小部分光子會(huì )與分子發(fā)生非彈性碰撞，不僅光的方向發(fā)生了變化，光子的能量也發(fā)生了改變，散射光的能量與入射光能量不同(hv1≠hv0)，這便是拉曼散射。印度科學(xué)家拉曼（1988-1977）由于首次發(fā)現，這種光波在介質(zhì)傳播過(guò)程中被散射后頻率發(fā)生變化的現象，而獲得1930年諾貝爾物理學(xué)獎。

圖1. 光散射示意圖（掛網(wǎng)時(shí)替換為GIF動(dòng)圖）

除了光子與分子的相互作用，光子與聲子等元激發(fā)相互作用產(chǎn)生的非彈性散射皆可稱(chēng)為拉曼散射。由于拉曼散射光非常弱，其強度一般不及瑞利散射光強的千分之一。如果汞燈做為拉曼激發(fā)光源，獲得一幅完整的拉曼光譜是非常耗時(shí)的。激光器在光源亮度、單色性、方向性、相干性具有顯著(zhù)的優(yōu)點(diǎn)，是拉曼光譜研究近乎理想的光源。激光器的出現使拉曼光譜學(xué)產(chǎn)生了重大技術(shù)變革，產(chǎn)生了激光拉曼譜學(xué)。

在光與物質(zhì)相互作用過(guò)程中，拉曼散射光與入射光的頻率差（拉曼頻移）反映物質(zhì)的固有屬性，可以根據拉曼頻移的大小來(lái)研究物質(zhì)的結構與物性。值得注意的是，拉曼散射現象和熒光現象物理的機制不同，拉曼效應不能用實(shí)際電子能級躍遷來(lái)解釋?zhuān)迷ぐl(fā)的虛能級躍遷來(lái)說(shuō)明。拉曼散射過(guò)程中，如果散射光子的能量小于入射光子的能量（hv1＜hv0），稱(chēng)之為斯托克斯散射；如果散射光子的能量大于入射光子的能量（hv1＞hv0），稱(chēng)之為反斯托克斯散射。在一次常規的拉曼散射物理過(guò)程中，正、反斯托克斯散射會(huì )同時(shí)發(fā)生，由于基態(tài)和激發(fā)態(tài)的相對熱占比遵循玻爾茲曼分布，室溫條件下正斯托克斯譜線(xiàn)的強度要高于反斯托克斯譜線(xiàn)的強度（Is＞Ias），在實(shí)驗上可以通過(guò)測量正、反斯托克斯散射譜線(xiàn)強度比來(lái)推測物質(zhì)的溫度。

圖2. 光散射的能級關(guān)系

圖3. 熊貓與光散射（同步作為封面圖片）

作者簡(jiǎn)介

作    者：雷力，王揚斌

作者單位：四川大學(xué)原子與分子物理研究所

雷力，四川大學(xué)原子與分子物理研究所研究員，博士生導師，主要開(kāi)展高壓譜學(xué)研究?，F任中文核心期刊《光散射學(xué)報》常務(wù)副主編、編輯部主任，《高壓物理學(xué)報》編委，中國物理學(xué)會(huì )光散射專(zhuān)業(yè)委員會(huì )委員，中國化學(xué)學(xué)會(huì )高壓化學(xué)專(zhuān)業(yè)委員會(huì )委員。個(gè)人主要貢獻：（1）提出“廣義壓強”概念，（2）發(fā)現一種新型聚合氮——“熊貓氮”，（3）發(fā)現新型高壓化學(xué)反應HSM和HPC，（4）創(chuàng )立國內高校首支以科研為背景的流行樂(lè )隊——高壓樂(lè )隊。

免責說(shuō)明

北京卓立漢光儀器有限公司公眾號所發(fā)布內容（含圖片）來(lái)源于原作者提供或原文授權轉載。文 章版權、數據及所述觀(guān)點(diǎn)歸原作者原出處所有，北京卓立漢光儀器有限公司發(fā)布及轉載目的在于傳遞 更多信息及用于網(wǎng)絡(luò )分享。

如果您認為本文存在侵權之處，請與我們聯(lián)系，會(huì )第一時(shí)間及時(shí)處理。我們力求數據嚴謹準確， 如有任何疑問(wèn)，敬請讀者不吝賜教。我們也熱忱歡迎您投稿并發(fā)表您的觀(guān)點(diǎn)和見(jiàn)解。