拉曼光谱(Raman spectra)是一种散射光谱分析方法,基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)发现的拉曼散射效应。通过分析与入射光频率不同的散射光谱,可以获取分子振动、转动等信息,用于分子结构研究。[1]
1928年,印度科学家C.V.拉曼实验发现了拉曼散射现象,即光穿过透明介质后,由分子散射的光发生频率变化。同年稍后在苏联和法国也被观察到。[2]拉曼光谱包含了与入射光频率不同的谱线,其中频率与入射光频率相同的成分称为瑞利散射,而频率对称分布在其两侧的谱线则称为拉曼光谱。瑞利散射线的强度约为入射光强度的10-3,而拉曼光谱的强度约为瑞利线的10-3。拉曼光谱的理论解释是,入射光子与分子发生非弹性散射,分子从低能态跃迁到高能态(斯托克斯线),或从高能态跃迁到低能态(反斯托克斯线),分子能级的跃迁涉及转动能级时发射小拉曼光谱,涉及振动-转动能级时发射大拉曼光谱。[3] 拉曼光谱的应用范围广泛,涵盖化学、物理学、生物学和医学等领域,对于纯定性分析、高度定量分析和测定分子结构具有重要价值。激光器的问世,提供了优质高强度单色光,有力推动了拉曼散射的研究及其应用。[4] 简介
拉曼散射的光谱。1928年C.V.拉曼实验发现,当光穿过透明介质被分子散射的光发生频率变化,这一现象称为拉曼散射,同年稍后在苏联和法国也被观察到。在透明介质的散射光谱中,频率与入射光频率υ0相同的成分称为瑞利散射;频率对称分布在υ0两侧的谱线或谱带υ0±υ1即为拉曼光谱,其中频率较小的成分υ0-υ1又称为斯托克斯线,频率较大的成分υ0+υ1又称为反斯托克斯线。靠近瑞利散射线两侧的谱线称为小拉曼光谱;远离瑞利线的两侧出现的谱线称为大拉曼光谱。