拉曼散射光谱法

单色器 样品容器 检测器
光电池、光电管、光电倍增管、 光二极管阵列监测器
数据记录、 处理系统
第二章
光学分析法概论
An Introduction to Optical Analysis
2—1 2—2 2—3 2—4 电磁辐射的性质与电磁波 光学分析法及其分类 光学分析仪器 光学分析法的发展概况
光学分析法定义
光学分析法是基于具有一定能量的电磁辐射作用于物 质后产生的辐射信号或发生的信号变化来测定物质的 性质、含量和结构的一类仪器分析方法。 电磁辐射能：γ射线～无线电波
c ：光速；λ：波长；ν：频率； : 波数 ；E ：能量； h：普朗克常数
电磁辐射波长越长、波数越小、频率越低、具有 的能量越低
2—1 电磁辐射的性质与电磁波谱
2、电磁波谱
光谱区域 射线 X射线 真空紫外 近紫外 可见 近红外 中红外 远红外 微波 波长范围 <<0.005nm 0.005—10nm 10—200nm 200—400nm 400—760nm 2.5—50μm 50—1000m 0.1—100cm
（3）散射 电磁辐射光子与介质分子之间弹性碰撞所致。 能量不变，方向改变。 （4）拉曼散射 电磁辐射光子与介质分子之间非弹性碰撞 所致。能量变，方向变。 （5）折射和反射 （6）干涉和衍射
2-2 光学分析法分类
光学分析法
物质内部有无量子化的能级跃迁 有 无
光谱法
气态原子（或 离子）中外层 或内层电子能 级跃迁
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0.76—2.5μm 分子振动能级
无线电波
>>300mm
核自旋
核磁共振谱
不同波段的电磁波具有不同的能量，其大小顺序是： 射线> x射线＞紫外光＞可见光＞红外光＞微波>无线电波
2—1 电磁辐射的性质与电磁波谱
3、电磁辐射与物质的相互作用 常见术语： （1）吸收 原子、分子或离子吸收光子能量，从基态跃迁 至激发态。 （2）发射 从激发态跃迁回到基态，并以电磁波的形式释 放能量。
非光谱法
分子中电子、振 动、转动能级 作用方式
跃迁类型
原子光谱法
分子光谱法
比 浊 法 折 射 法 干 涉 法 射 线 衍 射 法 X 圆 二 色 性 法 旋 光 法
原 子 吸 收 光 谱
原 子 发 射 光 谱
原 子 荧 光 光 谱
X 射 线 荧 光 光 谱
紫 外 可 见 光 谱 法
红 外 光 谱 法
分 子 荧 光 光 谱 法
分 子 磷 光 光 谱 法
核 磁 共 振 波 谱 法
散射
折射
衍射
转动
原 子 发 射
原 子 吸 收
原 子 荧 光
X 射 线 荧 光
电磁辐射 的本质
紫 分 分 外 红 子 子 可 外 荧 磷 见 光 光
核 磁 共 振
化 学 发 光
原子光谱法
(线状光谱)
分子光谱法
(带状光谱)
光谱分析法
吸收光谱法 原 子 吸 收 紫 核 外 红 磁 可 外 共 见 振
电磁辐射的 传递方式
发射光谱法 原 子 荧 光 分 子 荧 光 分 子 磷 光
X 射 线 荧 光
原 子 散射光谱法 （拉曼散射光谱法） 发 射
化 学 发 光
2—3 光谱分析仪器
分光光度计
波段 辐射源 紫外 氢（氘） 灯 氙灯 石英棱镜 光栅 钨灯 氙灯 玻璃棱镜 光栅 可见 硅碳棒 Nernst灯 盐棱镜 光栅 Michelson 干涉仪 真空热电偶 Golay池 热释电型检测器 光电导型检测器 红外
2—1
电磁辐射的性质与电磁波谱
电磁辐射是由密集的光子微粒组成的。其实质是光子微粒流的有规律运动。 波是光子微粒流的宏观统计平均状态，而粒子是波的微观量子化。电磁辐射 以巨大速度（接近光速）通过空间，而不需要任何物质作媒介。
2—1 电磁辐射的性质与电磁波谱
一、电磁辐射性质——波粒二象性
1、波动性（在传播过程中的主要体现） 现象：反射、衍射、干涉、折射、偏振、散射等 特点：每个光子具有一定的波长/波数、频率和速度
c λ= ν
ν 1/ / c
2、微粒性（当电磁波与物质相互作用过程中的主要体现） 现象：发射、吸收、光电效应、黑体辐射的能量分布、光的热辐射、光的化 学作用等 特点：光是不连续的粒子流，每个光子具有一定的能量（E）、光子能量与 频率成正比：
E h hc / = hc
E = hν = hc / λ
跃迁类型 核能级跃迁 原子內层电子能级跃迁 分子的中壳层电子能级跃迁 分子外层电子（价电子）能级跃迁 分子外层电子（价电子）能级跃迁 分子振动能级 分子转动能级 电子自旋能级 光谱分析方法
射线发射 法
X-衍射法 真空紫外吸收光谱法 UV-Vis 分光光度法 可见分光光度法 红外吸收光谱 远红外光谱 电子顺磁共振谱