拉曼光谱实验

实验负责人：王君
小组成员：刘高斌庄娟

*月*日版本：
1月22日-中国科学技术大学-赵伟上传。

拉曼散射是单色光与分子或晶体物质作用时产生的一种非弹性散射现象。基于激光技术在拉曼光谱学中的使用，发展了共振拉曼散射、受激拉曼散射和反斯托克斯拉曼散射等新的实验技术和手段. 拉曼光谱的应用范围遍及化学、物理学、生物学和医学等各个领域，对于纯定性分析、高度定量分析和测定分子结构都有很大价值。

拉曼光谱是基于光与物质分子间拉曼散射现象的分子光谱测量和分析方法。印度物理学家拉曼从观察蓝色的海水开始于1928年提出拉曼散射效应。拉曼光谱方法通过测量和分析物质分子的散射光谱可以获得分子振动和转动模式等分子结构和电子构型信息，是科学研究、食品化工、医药卫生等领域中重要的分子结构表征方法。近几十年来，基于拉曼散射原理发展出了共振拉曼光谱、表面增强拉曼光谱、拉曼激光和拉曼显微成像等新技术和新方法，极大深化和拓展了拉曼光谱的应用领域。 — 赵伟 2020/01/22 13:01

CCL4分子的振动拉曼谱分析：对光谱仪进行细致的光路调节，测量并保存拉曼光谱图，利用图谱分析软件对谱线进行分析。

了解拉曼光谱仪结构，调整光路并记录CCl4分子的拉曼光谱。查找资料或数据库后将测量谱线与标准谱进行比对，标定各谱峰对应的CCl4分子振动模式。 — 赵伟 2020/01/22 12:59

测量CCL4分子各振动模式相应的退偏度：测量拉曼光谱退偏度，分析物质拉曼散射光谱偏振状态，获得物质分子结构对称性及振动对称性的信息。

对比CCl4分子拉曼光谱的斯托克斯成份和反斯托克斯成份，结合拉曼散射过程的虚能级解释总结物质分子拉曼光谱的“指纹”特性。详细分析CCl4各振动模式能量与拉曼光谱峰位置对应关系。 — 赵伟 2020/01/22 13:03

石英晶体拉曼光谱测量：分析石英晶体的拉曼散射谱，测量石英晶体分子各振动模式相应的退偏度。

包含以下两项可选内容：
1.测量CCl4分子拉曼光谱的退偏度，分析拉曼光谱偏振特性与分子对称性的联系。
2.测量苯的拉曼光谱：调整拉曼光谱仪并在光路中插入陷波滤光片，记录并分析苯分子的拉曼光谱，对比分析滤光片的作用。 — 赵伟 2020/01/22 13:03

物相分析：每一种物质都有其特征拉曼光谱。利用拉曼光谱可以鉴别和分析样品的化学成分和分子结构。可以对宝石、农药和毒品等样品进行鉴定分析。

可选以下两项内容：
1.测量石墨烯样品的拉曼光谱，标定石墨烯的特征谱线，分析特征谱线与石墨烯结构的关系。
2.测量双原子分子O2和N2的拉曼光谱，比较分析O-O键和N-N的振动能量。 — 赵伟 2020/01/22 13:14

了解拉曼散射的基本原理、学习使用拉曼光谱仪测量物质的拉曼谱线、测量偏振拉曼谱、了解退偏度与分子振动对称性的关系。

了解基于拉曼散射过程的拉曼光谱方法原理和特点。了解拉曼光谱仪器基本结构和调整方法。了解物质分子拉曼光谱数据的基本分析方法。 — 赵伟 2020/01/22 13:15

拉曼散射原理、光谱的测量、退偏度的测量、偏振技术。

拉曼散射、光谱测量、光谱仪、退偏度、分子振动转动能级。 — 赵伟 2020/01/22 13:17

激光技术、光谱技术。

凝聚态物理、激光光谱学、光学设计。 — 赵伟 2020/01/22 13:17

微区拉曼光谱、表面增强拉曼光谱。

表面增强拉曼光谱、共焦拉曼扫描成像。 — 赵伟 2020/01/22 13:19 谢谢赵老师！也祝您新春快乐！万事如意！实验资料补充得非常好！谢谢！

欢迎大家留言讨论！ — 乐永康 2019/12/05 13:01

乐老师好，我把拉曼光谱实验相关资料上传了，谢谢！大连理工大学庄娟
感谢庄娟老师的努力！ — 乐永康 2019/12/09 22:59

给庄老师、乐老师拜个年！我上传了拉曼光谱相关资料。 — 赵伟 2020/01/22 13:20
谢谢乐老师的鼓励！谢谢赵老师的祝福！也祝二位老师新春快乐！万事如意！赵老师补充的资料非常好！

各位老师好，我有点儿想法，但是不确定该往哪一条里填，请大家讨论： — 刘伟龙 2020/01/30 15:49
（1）从实验技术方面可以考虑增加以下内容：（A）拉曼光谱实验要求激发光源的单色性尽量高，并解释（大意：为了提高光谱分辨率，把离得很近的峰分开）；（B）对陷波滤光片的性能有较高要求，并解释（大意：陷波的波段透过率尽量低、以便更干净地滤除激发光，陷波波段的宽度尽量窄、以便获得更低波数的拉曼峰，同时要考虑滤光片价格因素）；（C）拉曼频移（即拉曼光谱的横坐标）是怎么从“波长”换算过来的。
（2）从光谱分析方面可以考虑增加以下内容：（A）由n个原子组成的多原子分子有（3*n-6）个振动模式，有些有拉曼活性，有些有红外活性，二者有互补性，都是材料的“指纹谱”；（B）由于对称性导致有些模式会有简并，所有最后测得的拉曼峰通常少于（3*n-6）个；（C）石英晶体的拉曼光谱好像不能说来源于晶体中的“分子”，而是来源于离子之间的化学键；（D）晶体材料拉曼光谱通常是各项异性的，如果我们能设计实验内容，让学生能够观测到较明显的各项异性现象就更好了。