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漲知識(shí)!拉曼光譜32個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題匯總
請(qǐng)問(wèn)激光拉曼光譜和紅外光譜有什么區(qū)別?
1.象形的解釋一下，紅外光譜是“凹”，拉曼光譜是“凸”。兩者兩者互為補(bǔ)充。
2.(1)從本質(zhì)上面來(lái)說(shuō)，兩者都是振動(dòng)光譜，而且測(cè)量的都是基態(tài)的激發(fā)或者吸收，能量范圍都是一樣的。
(2).拉曼是一個(gè)差分光譜。形象的來(lái)說(shuō)，可樂(lè)的價(jià)錢是1毛錢，你扔進(jìn)去1毛錢，你就能得到可樂(lè)，這是紅外。可是如果你扔進(jìn)去1塊錢，會(huì)出來(lái)一瓶可樂(lè)和9毛找的錢，你仍舊可以知道可樂(lè)的價(jià)錢，這就是拉曼。
(3).光譜的選擇性法則是不一樣的，IR是要求分子的偶極矩發(fā)生變化才能測(cè)到，而拉曼是分子的極化性(polarizibility)發(fā)生變化才能測(cè)到。
(4).IR很容易測(cè)量，而且信號(hào)很好，而拉曼的信號(hào)很弱。
(5).使用的波長(zhǎng)范圍不一樣，IR使用的是紅外光，尤其是中紅外，好多光學(xué)材料不能穿透，限制了使用，而拉曼可選擇的波長(zhǎng)很多，從可見(jiàn)光到NIR，都可以使用。當(dāng)然了還有很多不同的地方，比如制樣方面的，IR有時(shí)候相對(duì)比較的復(fù)雜，耗時(shí)間，而且可能會(huì)損壞樣品，但是拉曼并不存在這些問(wèn)題。
(6).拉曼和紅外大多數(shù)時(shí)候都是互相補(bǔ)充的，就是說(shuō)，紅外強(qiáng)，拉曼弱，反之也是如此!但是也有一些情況下二者檢測(cè)的信息是相同的。
3.本質(zhì)上是這樣的,紅外是吸收光譜,拉曼是散射光譜,偶老板告訴我的,雖然他不是做這個(gè)方面的.
紅外是當(dāng)被測(cè)分子被一定能量的光照射是,分子振動(dòng)能級(jí)發(fā)生躍遷,同時(shí)由于分子的振動(dòng)能量高于轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí),那樣,振動(dòng)的同時(shí),肯定含有轉(zhuǎn)動(dòng),所以,紅外是分子的振轉(zhuǎn)吸收,也就是它將能量吸收.
拉曼是當(dāng)一束光子撞擊到被測(cè)分子上時(shí),從量子力學(xué)上講,光子與分子發(fā)生非彈性碰撞,光子的能量經(jīng)過(guò)碰撞之后增加或者減少,這樣就是拉曼散射.也就是說(shuō)光子的能量沒(méi)有*吸收.當(dāng)然也有*彈性碰撞,那種情況不是拉曼散射,是瑞利散射.從能級(jí)的角度來(lái)講拉曼散射,是分子先吸收了光子的能量,從基態(tài)躍遷到虛態(tài),到了虛態(tài)之后,由于處于高能級(jí),它從虛態(tài)返回到第一振動(dòng)能級(jí),釋放能量,這樣放出的光子的能量小于入射光子的能量,這樣就是拉曼散射的一種,也就是處于斯托克斯散射.當(dāng)從第一振動(dòng)能級(jí)躍遷到虛態(tài),然后從虛態(tài)返回到基態(tài),這樣放出的能量就大于入射光的能量,這就是反斯托克斯區(qū),也是拉曼散射的一種.能量不變的就是銳利散射.
4.有些振動(dòng)紅外和拉曼都能檢測(cè)到，有些振動(dòng)只有其中一個(gè)能檢測(cè)。比如氧氣、氮?dú)庵荒苡美鼨z測(cè)。
紅外不能檢測(cè)低于400波數(shù)的。紅外更適合用于有機(jī)物，拉曼更適合無(wú)機(jī)物。紅外受水的干擾比較大。
什么是藍(lán)移什么是紅移?
通常來(lái)說(shuō)，藍(lán)移就是波長(zhǎng)向短波長(zhǎng)方向移動(dòng)，波數(shù)增加;紅移就是波長(zhǎng)向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)，波數(shù)減少。
1.紅移在物理學(xué)和天文學(xué)領(lǐng)域，指物體的電磁輻射由于某種原因波長(zhǎng)增加的現(xiàn)象，在可見(jiàn)光波段，表現(xiàn)為光譜的譜線朝紅端移動(dòng)了一段距離，即波長(zhǎng)變長(zhǎng)、頻率降低。相反的，波長(zhǎng)變短、頻率升高的現(xiàn)象則被稱為藍(lán)移
2.譜峰的“紅移”和“藍(lán)移”是指在分子光譜中生色團(tuán)受與其相連的分子中其他部分的影響和溶劑的影響而使其吸收峰位置發(fā)生移動(dòng)的現(xiàn)象，當(dāng)吸收峰移向長(zhǎng)波方向時(shí)就稱為“紅移”，移向短波方向時(shí)則稱為“藍(lán)移”。實(shí)際上這種現(xiàn)象不僅會(huì)發(fā)生在分子的電子能級(jí)躍遷過(guò)程中，而且也會(huì)發(fā)生在在分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷中，只不過(guò)在紅外光譜中很少有人這么叫。
在原子發(fā)射光譜中，因?yàn)樵泳€是由處于氣態(tài)的激發(fā)態(tài)原子或離子產(chǎn)生的，所以其波長(zhǎng)不會(huì)受原來(lái)分子中環(huán)境的影響，同樣也不會(huì)受溶劑的影響，因此根本就不會(huì)存在分子光譜中的“紅移”和“藍(lán)移”現(xiàn)象。
有幾種激光光源?
1.氬離子、半導(dǎo)體、氦氖
2.可見(jiàn)光激光器應(yīng)用最多的是氬離子激光器，可產(chǎn)生10種波長(zhǎng)的激光，其中的是488納米(藍(lán)光)和514納米(綠光)激光器，現(xiàn)在尤為常用，性能十分穩(wěn)定的是514納米激光器;另外，532納米固體二極管泵浦激光器、632.8納米(紅光)、780納米等可見(jiàn)光激光器;以及785納米二極管、830納米近紅外激光器;摻釹的釔鋁石榴石(YAG)激光器被用作傅里葉變換拉曼光譜的光源，其激光波長(zhǎng)為1064納米(紅外);染料激光器是目前較成熟、應(yīng)用較為普遍的可調(diào)諧激光器，是共振拉曼研究時(shí)的理想光源。
一般來(lái)說(shuō)，拉曼光譜與激光的波長(zhǎng)是無(wú)關(guān)的，選擇不同波長(zhǎng)的激光主要取決于研究的對(duì)象，如果研究生物蛋白質(zhì)、細(xì)胞等，則需要波長(zhǎng)較長(zhǎng)的近紅外光，避免了熒光對(duì)拉曼光譜的干擾。但對(duì)于一些深色、黑色粉末樣品，由于近紅外的熱效應(yīng)，而使熱背景干擾拉曼光譜，這時(shí)選擇可見(jiàn)光區(qū)的激光比較合理。對(duì)于研究化學(xué)發(fā)光和熒光光譜，則選擇紫外激光器。所以在研究顏料時(shí)，選配514納米和785(或830納米)納米兩種波長(zhǎng)的激光器就夠用了，對(duì)于紅、黃、白色顏料采用785納米的激光器進(jìn)行分析，對(duì)于藍(lán)、綠色顏料則采用514納米的激光器進(jìn)行分析。
3.激光出現(xiàn)以前主要用低壓水銀燈作為光源，目前已很少使用。為了激發(fā)喇曼光譜，對(duì)光源最主要的要求是應(yīng)當(dāng)具有相當(dāng)好的單色性，即線寬要窄，并能夠在試樣上給出高輻照度。氣體激光器能滿足這些要求，自準(zhǔn)性能好，并且是平面偏振的。各種氣體激光器可以提供許多條功率水平不同的分立波數(shù)的激發(fā)線。常用的是氬離子激光，波長(zhǎng)為514.5nm和488.0nm的譜線，單頻輸出功率為0.2～1W左右。也可以用氦氖激光(632.8nm，約50mW)。
4.在光纖測(cè)量和光纖傳感系統(tǒng)中使用的光源種類很多，按照光的相干性，可分為非相干光源和相干光源。非相于光源包括白熾光源和發(fā)光二極管(LED)，相干光源包括各種激光器。激光器按工作物質(zhì)的不同，可分為氣體激光器、液體激光器、固體激光器和半導(dǎo)體激光器等。半導(dǎo)體光源是光纖系統(tǒng)中常用的也是最重要的光源。其主要優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)，亮度足夠、供電電源簡(jiǎn)單等。它與光纖的特點(diǎn)相容，因此，在光纖傳感器和光纖通信中得到廣泛應(yīng)用。半導(dǎo)體光源又可分為發(fā)光二極管(LED)和半導(dǎo)體激光器(LD)。這兩種器件結(jié)構(gòu)明顯不同，但卻包含相同的物理機(jī)理。增益帶寬高于任何其它媒質(zhì)，主要由于光子發(fā)射是因兩個(gè)能帶間的電子運(yùn)動(dòng)所致。半導(dǎo)體激光器的典型增益曲線延寬到1012Hz。
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