拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用
红外光谱和拉曼光谱原理及应用
δOR C R'
δ+
1 715cm-1
O
O
R C Cl Cl C Cl
1 800cm-1
1 828cm-1
O FCF
1 928cm-1
（ii）共轭效应（C效应）。共轭效应使共轭 体系中的电子云密度平均化，结果使原来的双 键略有伸长（即电子云密度降低），力常数减 小，使其吸收频率往往向低波数方向移动。例 如酮的C=O，因与苯环共轭而使C=O的力常数 减小，振动频率降低。
1900～1500cm-1为双键伸缩振动吸收区。C＝O伸缩振动 出现在1900～1650cm-1，一般是红外光谱中很特征的且往往 是最强的吸收峰。
1330～900 cm-1是C－O、C－N、C－F、C－P、C－S、P －O、Si－O等单键的伸缩振动和C＝S、S＝O、P＝O等双键 的伸缩振动吸收区域。
（2）双原子分子的振动
分子中的原子以平衡点为中心，以非常小的振幅振动， 可近似地看做简谐振动。振动频率计算公式:
1 k 或
2
~ 1 k 2c
式中k为化学键力常数，单位为N•cm-1；μ为折合质量， 单位为g。
（3）多原子分子的振动
多原子分子振动可以分解成许多简单的基本振动，即简 正振动。
简正振动：分子质心保持不变，整体不转动，每个原子 都在其平衡位置附近做简谐振动。
同一化合物的气态和液态光谱或固态光谱有较大 的差异，因此在查阅标准图谱时，要注意试样状态及 制样方法等。
拉曼光谱原理
拉曼光谱原理
拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用
拉曼光谱的原理及应用
拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。这些技术是：CCD 检测系统在近红外区域的高灵敏性，体积小而功率大的二极管激光器，与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。这些产品连同高口径短焦距的分光光度计，提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。
（一）含义
光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应
当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应。由于拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征
（二）拉曼散射光谱具有以下明显的特征：
a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关；
b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。
红外光谱和拉曼光谱的原理
红外光谱和拉曼光谱是常用的分析技术，可以用于研究物质的结构、组成和性质。它们基于不同的原理，下面简要介绍一下它们的工作原理：
1.红外光谱（Infrared Spectroscopy）：
红外光谱利用物质与红外辐射（波长范围通常为2.5-25微米）的相互作用来研究物质的分子结构和化学键的振动状态。其原理基于分子吸收红外辐射时，物质中的原子核和化学键会被激发，产生特定的振动和转动。当物质受到红外光源照射后，通过测量样品对不同波长红外光的吸收程度，可以得到红外光谱图。红外光谱图上的峰值位置和强度提供了关于物质中的化学键种类、官能团和分子结构的信息。
2.拉曼光谱（Raman Spectroscopy）：
拉曼光谱则利用物质与激光光源相互作用时，散射光中的微小频率偏移来分析物质的结构和振动信息。当样品受到激光照射时，其中的分子会发生拉曼散射现象，即散射光中的部分光子与物质相互作用后发生能量的频移。这种频移对应着分子的振动和转动模式。通过测量样品散射出来的光的频率变化，可以获取拉曼光谱图。拉曼光谱图上的峰值位置和强度提供了关于物质所含化学键、官能团和结构的信息。
3.总结：
红外光谱和拉曼光谱都是通过物质与不同光源的相互作用来研究其结构和性质。红外光谱利用物质对红外辐射的吸收来分析物质的化学键振动，而拉曼光谱则是通过测量散射光的频率变化来分析物质的振动信息。两种技术在分析样品成分、鉴定物质、研究反应机理等方面都有广泛的应用。
拉曼光谱原理
For personal use only in study and research; not for commercial use
拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用
拉曼光谱的原理及应用
拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。这些技术是：CCD 检测系统在近红外区域的高灵敏性，体积小而功率大的二极管激光器，与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。这些产品连同高口径短焦距的分光光度计，提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。
（一）含义
光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应
当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应。由于拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征
（二）拉曼散射光谱具有以下明显的特征：
a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关；
红外光谱和拉曼光谱的原理与应用
红外光谱和拉曼光谱的原理与应用
光谱学是一门研究物质与辐射相互作用的科学，它可以通过测量物质与辐射的吸收、发射或散射光的能量来研究物质的结构和特性。其中，红外光谱和拉曼光谱是两种常用的光谱分析技术。
一、红外光谱
红外光谱是研究物质与电磁辐射相互作用的一种重要手段。它利用物质分子的振动和转动引起的入射光吸收现象来分析物质的成分和结构。在红外光谱中，常用的测量方法有透射法、反射法和散射法。
透射法是红外光谱中最常见的测量方法之一。通过将待测样品置于光束中，测量光束通过物质后的光强变化，可以得到物质对不同波长的红外光的吸收情况，从而得到红外光谱图谱。透射法测量速度快，测量结果准确可靠，被广泛应用于材料科学、环境监测、食品安全等领域。
反射法是另一种常用的红外光谱测量方法。它利用样品对入射光的反射来测量样品的红外光谱。与透射法相比，反射法无需对样品进行任何处理，能够快速测量样品的红外光谱，适用于表面或薄膜等样品的分析。
散射法是红外光谱中较为特殊的一种测量方法。它利用样品对入射光的散射来获取样品的光谱信息。散射法可以用于非晶态、多相和粉末样品的红外光谱测量，并且对样品形态、结构和成分变化不敏感，具有很高的灵敏度和分辨率。
红外光谱在许多领域都有着广泛的应用。例如，在药物分析中，红外光谱可以用于药物的定性和定量分析，以及药物与载体的相互作用研究。在环境监测中，红外光谱可以用于水污染和大气污染物的检测和分析。在食品安全领域，红外光谱可以用于检测食品中的添加剂、农药残留和营养成分等。
二、拉曼光谱
拉曼光谱是一种通过测量物质散射光的频率变化来分析物质结构和成分的技术。它是由物理学家拉曼于1928年发现的一种光谱现象，后来被广泛应用于化学、生
拉曼光谱和红外光谱
拉曼光谱和红外光谱
拉曼光谱和红外光谱是光谱学的两个重要分支。拉曼光谱是一种分子光谱学，它能够通过对振动分子的分析来测量它们的结构特征。红外光谱是一种从热释放模式中获取分子结构信息的技术，它可以用来研究分子的结构特性，以及分子之间的相互作用。
拉曼光谱和红外光谱的主要原理都是利用分子的振动模式来获
取分子的结构特征。拉曼光谱的基本原理是，当分子振动时，它们会发出不同频率的能量，从而产生特定的光谱特征。红外光谱的原理是，当分子热力学升温或热损耗时,它们会发出不同频率的红外能量，从而产生特定的红外光谱特征。
拉曼光谱和红外光谱在分子结构表征和分析中都有着重要的作用。拉曼光谱可以用来获取分子的精细结构信息，不仅可以测定分子的化学结构，而且还可以测定其中的振动模式，用来描述分子的构型。红外光谱可以用来获取分子的粗略结构信息，可以用来确定分子的结构特征，并给出分子的相互作用方式，从而为分子的设计和研究提供重要的参考。
拉曼光谱和红外光谱的应用的领域有很多，比如材料科学中的结构表征和分析、生物学中的细胞标志物、医学中的癌症检测、化学反应动力学和能量转化等，以及环境污染检测等等。拉曼光谱和红外光谱均可用来研究多种不同的物质，包括气体和液体，甚至于有机物、无机物和络合物等。
拉曼光谱和红外光谱技术是一种非常重要的分子表征和分析技
术，它在材料科学、生物学、化学、环境学和医学等领域有着广泛的应用。它们的结构表征和分析技术特别重要，可以深入地研究物质的性质，为分子设计和研究奠定基础。
综上所述，拉曼光谱和红外光谱是光谱学的重要分支，它们可以用来获取分子结构特征，在材料科学、生物学、化学、环境学和医学等领域有着广泛的应用。拉曼光谱和红外光谱分析和表征技术有助于深入研究物质的性质，为分子工程提供重要的参考。
拉曼光谱与红外光谱的区别
拉曼光谱和红外光谱是两种常用的光谱分析技术，它们在分子结构和化学成分分析方面有 一些区别。
1. 原理：拉曼光谱是通过测量样品散射光的频移来分析样品的分子振动和转动模式。而红 外光谱是通过测量样品吸收红外光的频率来分析样品的分子振动模式。
2. 能量变化：拉曼光谱是非弹性散射，测量的是光子与分子相互作用后的能量变化。红外 光谱是通过分子吸收红外光的能量来分析分子的振动模式。
拉曼光谱与红外光谱的区别
总的来说，拉曼光谱和红外光谱是两种互补的光谱技术，可以提供不同层面的分子结构和 化学成分信息。选择使用哪种技术取决于所需的分析目的和样品特性。
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拉曼光谱与红外光谱的区别
3. 可测量的范围：拉曼光谱可以测量分子的振动和转动模式，包括低频和高频振动。红外 光谱主要用于测量分子的振动模式，包括伸缩振动和弯曲振动。
4. 样品要求：拉曼光谱对样品的要求相对较松，可以测量固体、液体和气体样品。红外光 谱对样品的要求较高，通常需要样品是固体态或气态。
5. 信息获取：拉曼光谱提供了关于分子的化学键和结构的信息，能够检测非常细微的结构 变化。红外光谱提供了关于分子的官能团和官能团之间的化学键的信息，能够确定化合物的 功能团。
拉曼光谱跟红外光谱的区别
拉曼光谱跟红外光谱的区别
拉曼光谱和红外光谱是两种不同的光谱技术，有以下几个主要区别：
1. 基本原理：红外光谱是通过测量分子吸收红外光的能量来分析样品的功能团信息，而拉曼光谱则是通过测量样品中分子振动引起的光散射来分析样品的化学结构。
2. 分析范围：红外光谱通常适用于分析样品中的官能团、化学键类型和某些结构特征，而拉曼光谱则可以提供更详细和全面的关于样品分子振动模式和化学结构信息。
3. 样品要求：红外光谱需要样品具有一定的吸收能力，因此大多数有机化合物和无机物都可以进行红外光谱测试。而拉曼光谱对样品的要求相对较低，可以测试几乎所有类型的样品，包括固体、液体和气体。
4. 干扰因素：红外光谱对水分和二氧化碳有较强的吸收能力，因此在测试液体或气体样品时需要特别注意这些干扰因素。而拉曼光谱对水和二氧化碳的干扰较小。
5. 仪器配置：红外光谱需要使用红外光源和红外检测器，且样品通常需要准备成KBr片或涂布在红外透明基板上。而拉曼光谱则需要使用激光光源和拉曼散射检测器。
总的来说，虽然红外光谱和拉曼光谱都可以用于化学分析，但它们的原理、应用范围和仪器配置等方面有着一定的区别。在
实际应用中，选择使用哪种光谱技术取决于需要分析的样品类型和所关注的分析信息。
拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用
拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用
拉曼光谱的原理及应用
拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。这些技术是：CCD检测系统在近红外区域的高灵敏性，体积小而功率大的二极管激光器，与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。这些产品连同高口径短焦距的分光光度计，提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。
（一）含义
光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应
当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应。由于拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征
（二）拉曼散射光谱具有以下明显的特征：
a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关；
b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。
拉曼光谱的工作原理与化学分析应用
拉曼光谱的工作原理与化学分析应用拉曼光谱是一种用于分析物质的非破坏性技术，通过测量物质与入
射光发生散射后所产生的频移来获取物质的结构和成分信息。它具有
许多优点，如高分辨率、高灵敏度和非接触式测量等，因此在化学领
域中被广泛应用于物质表征和化学分析。本文将介绍拉曼光谱的工作
原理，并探讨其在化学分析中的应用。
一、拉曼光谱的工作原理
拉曼光谱基于拉曼散射现象，该现象是指入射光与物质分子或晶格
相互作用后发生频移而产生的散射光。具体来说，当入射光与物质相
互作用时，部分光子与物质分子或晶格之间发生能量交换，导致光子
频率的微小改变，进而形成散射光。
拉曼光谱仪通常由光源、样品、光谱仪和探测器等部分组成。首先，光源会产生一束单色光，并通过光学系统照射到样品上。样品中的分
子或晶格会吸收部分入射光，并重新辐射出来，形成散射光。其中，
大部分散射光与入射光具有相同的频率，称为Rayleigh散射；而少部
分光子频率发生微小改变，称为拉曼散射。
接下来，散射光通过光谱仪进行分析。光谱仪根据光的频率将散射
光分解成不同波长的光，然后由探测器接收并将其转化为电信号。最终，我们可以通过分析这些电信号的强度和频率变化来获取样品的拉
曼光谱图。
二、拉曼光谱的化学分析应用
拉曼光谱在化学分析中具有广泛的应用，下面将重点介绍几个常见
的应用领域。
1. 有机化学
拉曼光谱能够提供有机化合物的结构信息，如键振动模式和分子对
称性信息。通过分析样品的拉曼光谱图，我们可以确定化合物的官能团、键的类型、取代基的位置等。因此，拉曼光谱在有机化学中被广
泛用于化合物的鉴定和结构分析。
拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用
拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用：
拉曼光谱的原理及应用
拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。这些技术是：CCD 检测系统在近红外区域的高灵敏性，体积小而功率大的二极管激光器，与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。这些产品连同高口径短焦距的分光光度计，提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。
（一）含义
光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应
当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应。由于拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征
（二）拉曼散射光谱具有以下明显的特征：
a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关；
b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。
拉曼光谱原理
拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用
拉曼光谱的原理及应用
拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。这些技术是：CCD 检测系统在近红外区域的高灵敏性，体积小而功率大的二极管激光器，与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。这些产品连同高口径短焦距的分光光度计，提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。
（一）含义
光照射到物质上发生弹性散射与非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的与短的成分, 统称为拉曼效应
当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应。由于拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征
（二）拉曼散射光谱具有以下明显的特征：
a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只与样品的振动转动能级有关；
b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线与反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。
拉曼光谱_红外光谱_xps的原理及应用
拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用
拉曼光谱的原理及应用
原理
拉曼光谱是一种非常重要的光谱技术，它通过测量物质受紫外光或激光照射后，散射光中的频率变化，来获得物质的结构和化学成分信息。其原理是基于拉曼散射的现象，当光线经过物质散射时，一小部分光子的能量会发生频率变化，在散射光中产生弱的频移光信号，这就是拉曼光谱。
应用
•化学分析：拉曼光谱可用于快速、非破坏性地分析和鉴别化学物质，包括有机化合物、药物、食品、环境样品等，由于其高灵敏度和选择性，广泛应用于质量控制、检测和研究领域。
•生物医学领域：拉曼光谱可用于检测和鉴别生物分子，如蛋白质、核酸和药物等，有助于研究疾病诊断、分子发育和药物疗效等方面。
•材料科学：拉曼光谱可用于研究材料的晶体结构、应力分布、成分分析以及化学反应等，对于材料的表征和性能评估具有重要意义。
红外光谱的原理及应用
原理
红外光谱是通过测量物质吸收、反射或散射红外光的能量分布来研究物质的结
构和化学组成的一种分析方法。它基于分子的振动和转动，不同功能团的振动频率在红外光区域产生特征峰，由此可以确定物质的化学键和分子结构。
应用
•化学分析：红外光谱可用于鉴别和分析化学物质，包括有机和无机化合物，如聚合物、药物、化妆品、环境样品等。通过红外光谱的指纹谱图，可以快速、准确地确定物质的成分和结构。
•生物医学领域：红外光谱可用于研究和诊断生物分子，如蛋白质、核酸、细胞和组织等，对于研究疾病的发生机制、生物标志物的发现和药物研发等具有重要意义。
•材料科学：红外光谱可用于研究材料的结构和组成，包括聚合物、涂层、陶瓷、金属等材料的表征和性能评估，有助于材料的研发和应用。
红外光谱与拉曼光谱的区别与联系
红外光谱与拉曼光谱的区别与联系
红外光谱和拉曼光谱是两种分析样品结构和成分的常见光谱技术。它们之间的区别与联系如下：
区别：
1. 原理：红外光谱是通过测量材料中吸收、散射和透射红外辐射的强度来识别化学键和它们颇具特征的振动模式，从而确定样品成分和结构；而拉曼光谱则是通过测量样品散射光的频率变化，来获得样品的结构、振动和转动信息。
2. 激发能量：红外光谱需要使用红外辐射源来激发样品，而拉曼光谱则使用可见光激发样品。
3. 信息来源：红外光谱主要提供有关化学键类型和它们的振动模式的信息；拉曼光谱主要提供样品的振动、转动和结构信息。
联系：
1. 应用领域：红外光谱和拉曼光谱都被广泛应用于材料科学、化学、生物学、药学等领域的分析和研究中。
2. 补充性：红外光谱和拉曼光谱可以互补地提供样品的结构和成分信息。有些样品在红外光谱中可能显示弱信号，但在拉曼光谱中会显示较强的信号，反之亦然。
3. 配置：红外光谱仪和拉曼光谱仪通常都包含光学探测器和数据处理系统，用于记录和分析光谱数据。
总的来说，红外光谱和拉曼光谱是两种互补的光谱技术，通过不同的测量原理和光学配置，提供样品结构和成分的信息。在特定的研究领域和应用中，它们可以同时或相互补充地使用，以获得更全面的样品分析结果。
拉曼光谱 红外光谱区别
拉曼光谱红外光谱区别
拉曼光谱和红外光谱都是分析物质结构的光谱技术，但它们的原理和应用场景有所不同。
红外光谱是利用物质对红外光的吸收来分析物质结构的一种光谱技术。当红外光照射到物质上时，物质中的分子会吸收特定频率的红外光，从而产生振动能级的跃迁。通过检测吸收的红外光的频率和强度，可以得到物质的红外光谱。红外光谱主要用于分析有机物的结构和官能团，如羰基、羟基、胺基等。
拉曼光谱则是利用物质对激光的散射来分析物质结构的一种光谱技术。当激光照射到物质上时，物质中的分子会与激光相互作用，产生散射光。散射光的频率会发生变化，这种变化与分子的振动和转动能级有关。通过检测散射光的频率和强度，可以得到物质的拉曼光谱。拉曼光谱可以用于分析无机物、有机物、生物大分子等各种物质的结构和组成。
红外光谱主要用于分析有机物的官能团和结构，而拉曼光谱则更适用于分析无机物、有机物和生物大分子等各种物质的结构和组成。此外，拉曼光谱还具有无需制样、快速、灵敏等优点，因此在材料科学、化学、生物等领域得到了广泛的应用。
拉曼光谱知识点
超全面拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用干货
拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。这些技术是：CCD检测系统在近红外区域的高灵敏性，体积小而功率大的二极管激光器，与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。这些产品连同高口径短焦距的分光光度计，提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。
（一）含义
光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射。弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应。
当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应。由于拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征。
（二）拉曼散射光谱具有以下明显的特征
a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关；
b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。
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拉曼光谱、红外光谱、XPS的原理及应用
一.拉曼光谱的原理及应用
拉曼光谱由于近几年来以下几项技术的集中发展而有了更广泛的应用。这些技术是：CCD 检测系统在近红外区域的高灵敏性，体积小而功率大的二极管激光器，与激发激光及信号过滤整合的光纤探头。这些产品连同高口径短焦距的分光光度计，提供了低荧光本底而高质量的拉曼光谱以及体积小、容易使用的拉曼光谱仪。
（一）含义
光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射. 弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分.非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分, 统称为拉曼效应
当用波长比试样粒径小得多的单色光照射气体、液体或透明试样时，大部分的光会按原来的方向透射，而一小部分则按不同的角度散射开来，产生散射光。在垂直方向观察时，除了与原入射光有相同频率的瑞利散射外，还有一系列对称分布着若干条很弱的与入射光频率发生位移的拉曼谱线，这种现象称为拉曼效应。由于拉曼谱线的数目，位移的大小，谱线的长度直接与试样分子振动或转动能级有关。因此，与红外吸收光谱类似，对拉曼光谱的研究，也可以得到有关分子振动或转动的信息。目前拉曼光谱分析技术已广泛应用于物质的鉴定，分子结构的研究谱线特征
（二）拉曼散射光谱具有以下明显的特征：
a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关；
b. 在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧, 这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。
c. 一般情况下，斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。这是由于Boltzmann分布，处于振动基态上的粒子数远大于处于振动激发态上的粒子数。
（三）拉曼光谱技术的优越性
提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，它无需样品准备，样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量。此外
1 由于水的拉曼散射很微弱，拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具。
2 拉曼一次可以同时覆盖50-4000波数的区间，可对有机物及无机物进行分析。相反，若让红外光谱覆盖相同的区间则必须改变光栅、光束分离器、滤波器和检测器
3 拉曼光谱谱峰清晰尖锐，更适合定量研究、数据库搜索、以及运用差异分析进行定性研究。在化学结构分析中，独立的拉曼区间的强度可以和功能集团的数量相关。
4 因为激光束的直径在它的聚焦部位通常只有0.2-2毫米，常规拉曼光谱只需要少量的样品就可以得到。这是拉曼光谱相对常规红外光谱一个很大的优势。而且，拉曼显微镜物镜可将激光束进一步聚焦至20微米甚至更小，可分析更小面积的样品。
5 共振拉曼效应可以用来有选择性地增强大生物分子特个发色基团的振动，这些发色基团的拉曼光强能被选择性地增强1000到10000倍。
（四）几种重要的拉曼光谱分析技术
1、单道检测的拉曼光谱分析技术
2、以CCD为代表的多通道探测器用于拉曼光谱的检测仪的分析技术
3、采用傅立叶变换技术的FT-Raman光谱分析技术
4、共振拉曼光谱分析技术
5、表面增强拉曼效应分析技术
(五) 拉曼频移，拉曼光谱与分子极化率的关系
1、拉曼频移：散射光频与激发光频之差，取决于分子振动能级的改变，所以它是特征的，与入射光的波长无关，适应于分子结构的分析
2、拉曼光谱与分子极化率的关系
分子在静电场E中，极化感应偶极矩P为静电场E与极化率的乘积
诱导偶极矩与外电场的强度之比为分子的极化率
分子中两原子距离最大时，极化率也最大
拉曼散射强度与极化率成正比例
（六）应用激光光源的拉曼光谱法
应用激光具有单色性好、方向性强、亮度高、相干性好等特性，与表面增强拉曼效应相结合，便产生了表面增强拉曼光谱。其灵敏度比常规拉曼光谱可提高104~107倍，加之活性载体表面选择吸附分子对荧光发射的抑制，使分析的信噪比大大提高。已应用于生物、药物及环境分析中痕量物质的检测。共振拉曼光谱是建立在共振拉曼效应基础上的另一种激光拉曼光谱法。共振拉曼效应产生于激发光频率与待测分子的某个电子吸收峰接近或重合时，这一分子的某个或几个特征拉曼谱带强度可达到正常拉曼谱带的104~106倍，有利于低浓度和微量样品的检测。已用于无机、有机、生物大分子、离子乃至活体组成的测定和研究。激光拉曼光谱与傅里叶变换红外光谱相配合，已成为分子结构研究的主要手段
1、共振拉曼光谱的特点：
(1)、基频的强度可以达到瑞利线的强度。
(2)、泛频和合频的强度有时大于或等于基频的强度。
(3)、通过改变激发频率，使之仅与样品中某一物质发生共振，从而选择性的研究某一物质。
(4)、和普通拉曼相比，其散射时间短，一般为10-12~10-5S。
2、共振拉曼光谱的缺点：需要连续可调的激光器，以满足不同样品在不同区域的吸收。（七）电化学原位拉曼光谱法
电化学原位拉曼光谱法, 是利用物质分子对入射光所产生的频率发生较大变化的散射现象, 将单色入射光(包括圆偏振光和线偏振光) 激发受电极电位调制的电极表面, 通过测定散射回来的拉曼光谱信号(频率、强度和偏振性能的变化)与电极电位或电流强度等的变化关系。
一般物质分子的拉曼光谱很微弱, 为了获得增强的信号, 可采用电极表面粗化的办法, 可以得到强度高104-107倍的表面增强拉曼散射(Surface Enahanced Raman Scattering, SERS) 光谱, 当具有共振拉曼效应的分子吸附在粗化的电极表面时, 得到的是表面增强共振拉曼
散射(SERRS)光谱, 其强度又能增强102-103。
电化学原位拉曼光谱法的测量装置主要包括拉曼光谱仪和原位电化学拉曼池两个部分。拉曼光谱仪由激光源、收集系统、分光系统和检测系统构成, 光源一般采用能量集中、功率密度高的激光, 收集系统由透镜组构成, 分光系统采用光栅或陷波滤光片结合光栅以滤除瑞利
散射和杂散光以及分光检测系统采用光电倍增管检测器、半导体阵检测器或多通道的电荷藕合器件。原位电化学拉曼池一般具有工作电极、辅助电极和参比电极以及通气装置。为了避免腐蚀性溶液和气体侵蚀仪器, 拉曼池必须配备光学窗口的密封体系。在实验条件允许的情况下, 为了尽量避免溶液信号的干扰, 应采用薄层溶液(电极与窗口间距为0.1～1mm) , 这对于显微拉曼系统很重要, 光学窗片或溶液层太厚会导致显微系统的光路改变, 使表面拉
曼信号的收集效率降低。电极表面粗化的最常用方法是电化学氧化- 还原循环
(Oxidation-Reduction Cycle,ORC)法, 一般可进行原位或非原位ORC处理。
目前采用电化学原位拉曼光谱法测定的研究进展主要有: 一是通过表面增强处理把测检体
系拓宽到过渡金属和半导体电极。虽然电化学原位拉曼光谱是现场检测较灵敏的方法, 但仅能有银、铜、金三种电极在可见光区能给出较强的SERS。许多学者试图在具有重要应用背景的过渡金属电极和半导体电极上实现表面增强拉曼散射。二是通过分析研究电极表面吸附物种的结构、取向及对象的SERS 光谱与电化学参数的关系,对电化学吸附现象作分子水平上的描述。三是通过改变调制电位的频率, 可以得到在两个电位下变化的―时间分辨谱‖, 以分析体系的SERS 谱峰与电位的关系, 解决了由于电极表面的SERS 活性位随电位而变化而带来的问题。
（八）拉曼信号的选择
入射激光的功率，样品池厚度和光学系统的参数也对拉曼信号强度有很大的影响，故多选用能产生较强拉曼信号并且其拉曼峰不与待测拉曼峰重叠的基质或外加物质的分子作内标加以校正。其内标的选择原则和定量分析方法与其他光谱分析方法基本相同。
斯托克斯线能量减少，波长变长
反斯托克斯线能量增加，波长变短
（九）拉曼光谱的应用方向
拉曼光谱分析技术是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术,其信号来源与分子的振动和转动。拉曼光谱的分析方向有：
定性分析：不同的物质具有不同的特征光谱，因此可以通过光谱进行定性分析。
结构分析：对光谱谱带的分析,又是进行物质结构分析的基础。
定量分析：根据物质对光谱的吸光度的特点,可以对物质的量有很好的分析能力。
（十）拉曼光谱用于分析的优点和缺点