《激光拉曼光譜實驗報告- 阿布都卡衣木·阿布都拉 》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、------------------------------------------------------------------------------------------------激光拉曼光譜實驗報告-阿布都卡衣木·阿布都拉11180126近代物理實驗實驗報告激光拉曼光譜實驗報告學院數(shù)理與信息工程學院班級物理111班姓名學號時間激光拉曼光譜實驗報告摘要：本實驗研究了用半導體激光器泵浦的Nd3?：YVO4晶體并倍頻后得到的532nm激光作為激發(fā)光源照射液體樣品的CCL4分子而得到的拉曼光譜，確定了各個峰的退偏度，0

2、.929752、0.629412、0.873846、0.741176、0.884774、0.757774關(guān)鍵詞:拉曼散射、分子振動、退偏一、引言1928年，印度物理學家拉曼（C.V.Raman）和克利希南（K.S.Krisman）實驗發(fā)現(xiàn)，當光穿過液體苯時被分子散射的光發(fā)生頻率變化，這種現(xiàn)象稱為拉曼散射。幾乎與此同時，蘇聯(lián)物理學家蘭斯別而格（G.Landsberg）和曼杰爾斯達姆（L.Mandelstamm）也在晶體石英樣品中發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象。在散射光譜中，頻率與入射光頻率?0相同的成分稱為瑞利散射，頻率對稱分布在?0兩側(cè)的譜

3、線或譜帶?0??1即為拉曼光譜，其中頻率較小的成分?0??1——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------又稱為斯托克斯線，頻率較大的成分?0??1又稱為反斯托克斯線。這種新的散射譜線與散射體中分子的震動和轉(zhuǎn)動，或晶格的振動等有關(guān)。拉曼效應是單色光與分子或晶體物質(zhì)作用時產(chǎn)生的一種非彈性散射現(xiàn)象。拉曼譜線的數(shù)

4、目，位移的大小，譜線的長度直接與試樣分子振動或轉(zhuǎn)動能級有關(guān)。因此，與紅外吸收光譜類似，對拉曼光譜的研究，也可以得到有關(guān)分子振動或轉(zhuǎn)動的信息。目前拉曼光譜分析技術(shù)已廣泛應用于物質(zhì)的鑒定，分子結(jié)構(gòu)的研究譜線特征。20世紀60年代激光的問世促進了拉曼光譜學的發(fā)展。由于激光極高的單色亮度，它很快被用到拉曼光譜中作為激發(fā)光源。而且基于新激光技術(shù)在拉曼光譜學中的使用，發(fā)展了共振拉曼、受激拉曼散射和番斯托克斯拉曼散射等新的實驗技術(shù)和手段。拉曼光譜分析技術(shù)是以拉曼效應為基礎建立起來的分子結(jié)構(gòu)表征技術(shù),其信號來源于分子的振動和轉(zhuǎn)動。它提供快速

5、、簡單、可重復、且更重要的是無損傷的定性定量分析，無需樣品準備，樣品可直接通過光纖探頭或者通過玻璃、石英、和光纖測量。拉曼光譜的分析方向有定性分析、結(jié)構(gòu)分析和定量分析。本實驗將用半導體激光器泵浦的Nd3?：YVO4晶體并倍頻后得到的532nm激光作為激發(fā)光源研究液體樣品的CCL4分子的拉曼光譜。二、實驗原理1.分子的振動由N個原子組成的分子具有3N個自由度。由于分子質(zhì)心有3個平移自由度，非線性分子有3個轉(zhuǎn)動自由度，因此其余3N-6——————————————————————————————————————----------

6、--------------------------------------------------------------------------------------個自由度是描述分子中的原子振動的。分子內(nèi)原子的振動很復雜，但是總可以根據(jù)運動的分解和疊加原理吧分子的振動分解為3N-6種獨立的振動，稱為“簡正振動”。可以用“簡正坐標”描述簡正振動，3N-6中簡正振動的簡正坐標為(q1,q2,...,qi,...q3N?6)。每個簡正坐標都以它對應的簡正頻率振動著，qi?Qicos??it??1?,i?1,2,...,3N

7、?6（1）四氯化碳的分子式為CCL4，平衡時它的分子式一正四面體結(jié)構(gòu)，碳原子處于正四面體的中央。四個氯原子處于四個不相鄰的頂角上，如圖1所示，中間的A原子即為碳原子。它共有九個振動自由度，一個任意的振動可以分解成九種簡正振動。圖1四氯化碳分子結(jié)構(gòu)（1）四個CL原子沿各自與C的連線同時向內(nèi)或向外運動（呼吸式），振動頻率相當于波數(shù)V=458/cm（為了敘述方便，記為振動模式1）。（2）四個Cl原子沿垂直于各自與C原子連線的方向運動并且保持重心不變，又分兩種，在一種中，兩個CL在它們與C形成的平面內(nèi)運動；在另一種中，兩個CL垂直于

8、上述平面而運動，由于兩種情形中力常數(shù)相同，振動頻率是簡并的，相當于波數(shù)V=218/cm（記為振動模式2）。（3）C原子平行于正方體的一邊運動，四個CL原子同時平行于改變反向運動，分子重心保持不變，頻率相當于波數(shù)V=776/cm，為三重簡并（記為振動模式3）?！?/p>