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一、瑞利散射與拉曼散射

當(dāng)一束激發(fā)光的光子與作為散射中心的分子發(fā)生相互作用時(shí)，大部分光子僅

是改變了方向，發(fā)生散射，而光的頻率仍與激發(fā)光源一致，這種散射稱為瑞利散

射。但也存在很微量的光子不僅改變了光的傳播方向，而且也改變了光波的頻率，這種散射稱為拉曼散射。其散射光的強(qiáng)度約占總散射光強(qiáng)度的~。拉曼

散射的產(chǎn)生原因是光子與分子之間發(fā)生了能量交換改變了光子的能量。

二、拉曼散射的產(chǎn)生

光子和樣品分子之間的作用可以從能級(jí)之間的躍遷來分析。樣品分子處于電子能級(jí)和振動(dòng)能級(jí)的基態(tài)，入射光子的能量遠(yuǎn)大于振動(dòng)能級(jí)躍遷所需要的能量，但又不足以將分子激發(fā)到電子能級(jí)激發(fā)態(tài)。這樣樣品分子吸收光子后到達(dá)一種準(zhǔn)激發(fā)狀態(tài)，又稱為虛能態(tài)。樣品分子在準(zhǔn)激發(fā)態(tài)時(shí)是不穩(wěn)定的，它將回到電子能級(jí)的基態(tài)。若分子回到電子能級(jí)基態(tài)中的振動(dòng)能級(jí)基態(tài)，則光子的能量未發(fā)生改變，發(fā)生瑞利散射。如果樣品分子回到電子能級(jí)基態(tài)中的較高振動(dòng)能級(jí)即某些振動(dòng)激發(fā)態(tài)，則散射的光子能量小于入射光子的能量，其波長大于入射光。這時(shí)散射光譜的瑞利散射譜線較低頻率側(cè)將出現(xiàn)一根拉曼散射光的譜線，稱為STokes線。如果樣品分子在與入射光子作用前的瞬間不是處于電子能級(jí)基態(tài)的*低振動(dòng)能級(jí)而是處由子能級(jí)基態(tài)中的某個(gè)振動(dòng)能級(jí)激發(fā)態(tài)，則入射光光子作用使之立躍遷到準(zhǔn)激發(fā)態(tài)后，該分子退激回到電子能級(jí)基態(tài)的振動(dòng)能級(jí)基態(tài)，這樣散射光能量大于入射光子能量，其譜線位于瑞利譜線的高頻側(cè)，稱為 antiStokesStokes線和anti -Stokes- Stokes線和anti- StokesR線統(tǒng)稱為拉曼譜線。由于振動(dòng)能級(jí)間距還是比較大的，因此，根據(jù)波爾茲曼定律在室溫下，分子絕大多數(shù)處于振動(dòng)能級(jí)基態(tài)，所以 Stokes -Stokes線。拉曼光譜儀一般記錄的都只是 Stokes線。