激光拉曼光谱仪实验报告
激光拉曼光谱实验
激光拉曼光谱实验拉曼散射是印度科学家Raman 在1928年发现的，拉曼光谱因之得名。
光和媒质分子相互作用时引起每个分子作受迫振动从而产生散射光，散射光的频率一般和入射光的频率相同，这种散射叫做瑞利散射，由英国科学家瑞利于1899年进行了研究。
但当拉曼在他的实验室里用一个大透镜将太阳光聚焦到一瓶苯的溶液中，经过滤光的阳光呈蓝色，但是当光束进入溶液之后，除了入射的蓝光之外，拉曼还观察到了很微弱的绿光。
拉曼认为这是光与分子相互作用而产生的一种新频率的光谱带。
因这一重大发现，拉曼于1930年获诺贝尔奖。
激光拉曼光谱是激光光谱学中的一个重要分支，应用十分广泛。
如在化学方面应用于有机和无机分析化学、生物化学、石油化工、高分子化学、催化和环境科学、分子鉴定、分子结构等研究；在物理学方面应用于发展新型激光器、产生超短脉冲、分子瞬态寿命研究等，此外在相干时间、固体能谱方面也有广泛的应用。
实验目的：1、掌握拉曼光谱仪的原理和使用方法；2、测四氯化碳的拉曼光谱，计算拉曼频移。
实验重点：拉曼现象的产生原理及拉曼频移的计算实验难点：光路的调节实验原理：[仪器结构及原理]1、仪器的结构LRS-II 激光拉曼/荧光光谱仪的总体结构如图12-4-1所示。
2、单色仪单色仪的光学结构如图12-4-2所示。
S 1为入射狭缝，M 1为准直镜，G 为平面衍射光栅，衍射光束经成像物镜M 2汇聚，经平面镜M 3反射直接照射到出射狭缝S 2上，在S 2外侧有一光电倍增管PMT ，当光谱仪的光栅转动时，光谱信号通过光电倍增管转换成相应的电脉冲，并由光子计数器放大、计数，进入计算机处理，在显示器的荧光屏上得到光谱的分布曲线。
3、激光器本实验采用50mW 半导体激光器，该激光器输出的激光为偏振光。
其操作步骤参照半导体激光器说明书。
4、外光路系统外光路系统主要由激发光源（半导体激光器）、五维可调样品支架S 、偏振组件P 1和P 2以及聚光透镜C 1和C 2等组成（见图12-4-3）。
实验八激光拉曼光谱一、实验目的本实验主要通过记录CCl4分子的
实验八 激光拉曼光谱一、实验目的本实验主要通过记录CCl 4分子的振动拉曼谱，学习和了解拉曼散射的基本原理、拉曼光谱实验及分析方法。
二、实验原理当波数为0~v 的单色光入射到介质上时，除了被介质吸收、反射和透射外，总会有一部分光被散射。
按散射光相对于入射光波数的改变情况，可将散射光分为三类：第一类，其波数基本不变或变化小于10-5cm -1，这类散射称为瑞利散射；第二类，其波数变化大约为0.1cm-1，称为布里渊散射；第三类是波数变化大于lcm -1的散射，称为拉曼散射；从散射光的强度看，瑞利散射最强，拉曼散射光最弱。
图1是用氩离子激光照射样品，用光电记录法得到的振动拉曼光谱。
其中最强的一支光谱0~v 和入射光的波数相同，是瑞利散射。
此外还有几对较弱的谱线对称地分布在0~v 两侧，其位移0~<∆v 的散线称为斯托克斯线，0~>∆v的散射线称为反斯托克斯射。
拉曼散射光谱具有以下明显的特征：图1 振动拉曼散射光谱1．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v ~∆与入射光的波长无关；2．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；3．一般情况下，斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。
拉曼散射的半径典量子解释按量子论的观点，频率为ω0的入射单色光可以看作是具有能量为 ω0的光子。
当光子与物质分子碰撞时有两种可能，一种是弹性碰撞，另一种是非弹性碰撞。
在弹性碰撞过程中，没有能量交换，光子只改变运动方向，这就是瑞利散射；而非弹性碰撞不仅改变运动方向，而且有能量交换，这就是拉曼散射。
处于基态E0的分子受到入射光子 ω0的激发跃迁到一受激虚态，而受激虚态是不稳定的，很快向低能级跃迁。
如果跃迁到基态E0，把吸收的能量 ω0以光子的形式释放出来，这就是弹性碰撞，为瑞利散射。
如果跃迁到电子基态中的某振动激发态E n上，则分子吸收部分能量 ωk，并释放出能量为 (ω0-ωk)的光子，这是非弹性碰撞，产生斯托克斯线。
激光拉曼光谱实习报告
一、实习背景激光拉曼光谱技术是一种基于拉曼散射现象的非破坏性化学分析技术，广泛应用于化学、物理、生物、材料科学等领域。
为了深入了解这一先进的光谱技术，我参加了为期两周的激光拉曼光谱实习。
二、实习目的1. 了解激光拉曼光谱的基本原理和实验操作流程。
2. 掌握激光拉曼光谱仪器的使用方法和维护保养。
3. 通过实际操作，提高对拉曼光谱数据的分析和解读能力。
4. 了解激光拉曼光谱在各个领域的应用。
三、实习内容1. 激光拉曼光谱原理及仪器介绍实习的第一天，我们学习了激光拉曼光谱的基本原理。
拉曼散射是指光在经过物质后发生散射，被散射后的光子与原来的光子的频率差即为拉曼频移。
激光拉曼光谱利用一束单色激光激发样品，通过测量激发光与散射光的频率差异，获得样品的振动光谱信息。
实习期间，我们了解了不同型号的激光拉曼光谱仪，包括操作界面、功能模块、仪器维护等方面的知识。
2. 激光拉曼光谱实验操作在实习的第二周，我们进行了实际操作，学习如何使用激光拉曼光谱仪进行样品分析。
（1）样品制备：根据实验要求，我们制备了不同形态的样品，如固体、液体和气体等。
对于固体样品，我们采用了压片法、切片法等方法进行制备；对于液体样品，我们使用毛细管法；对于气体样品，我们采用气体池法。
（2）样品测量：将制备好的样品放置在样品台上，调整激光功率、光斑大小、测量时间等参数，进行拉曼光谱测量。
（3）数据采集与处理：通过光谱仪软件对采集到的拉曼光谱数据进行处理，包括光谱平滑、背景扣除、峰位校正等。
3. 激光拉曼光谱数据分析在实习的最后阶段，我们学习了如何分析拉曼光谱数据。
通过对已知物质的拉曼光谱特征峰进行比对，我们可以确定样品的化学成分和结构信息。
此外，我们还学习了如何根据拉曼光谱数据计算样品的分子振动频率、力常数等物理参数。
四、实习总结通过两周的激光拉曼光谱实习，我收获颇丰。
以下是我对本次实习的总结：1. 激光拉曼光谱技术具有非破坏性、高灵敏度、高分辨率等优点，在各个领域都有广泛的应用。
激光拉曼实验报告
激光拉曼实验报告激光拉曼实验报告引言：激光拉曼光谱是一种非常强大的光谱分析技术，可以提供有关物质的结构、组成和化学环境的详细信息。
本文将介绍我们进行的一项激光拉曼实验，以及实验过程中的观察和结果。
实验目的：本次实验的目的是利用激光拉曼光谱仪对不同样品进行分析，了解其分子结构和化学组成。
我们选择了几种常见的物质作为实验样品，包括水、酒精和苯。
实验装置：我们使用的激光拉曼光谱仪由激光器、样品台、光谱仪和数据处理系统组成。
激光器产生高能量的激光光束，样品台用于放置样品，光谱仪用于收集和分析样品散射的光信号，数据处理系统用于处理和解读光谱数据。
实验步骤：1. 准备样品：我们使用纯净水、纯度99%的酒精和苯作为实验样品。
将样品放置在透明的玻璃盒中，以确保激光光束能够透过样品进行散射。
2. 调整仪器：根据不同样品的特性，调整激光器的功率和波长，以及光谱仪的参数，以获得最佳的信号强度和分辨率。
3. 开始测量：将样品放置在样品台上，打开激光器，使激光光束照射到样品上。
光谱仪会收集样品散射的光信号，并将其转化为光谱图。
4. 数据处理：将光谱图导入数据处理系统，进行峰识别和峰拟合，以确定样品中的分子振动模式和化学键信息。
5. 结果分析：根据光谱图和数据处理结果，分析样品的分子结构和化学组成。
实验观察：在实验过程中，我们观察到了不同样品的光谱图有明显的差异。
水的光谱图显示出了特征性的水分子振动峰，酒精的光谱图显示出了酒精分子的振动模式，而苯的光谱图则显示出了苯分子的芳香振动峰。
结果分析：通过对光谱图和数据处理结果的分析，我们可以确定样品中的分子结构和化学组成。
例如，在水的光谱图中，我们观察到了OH键的振动峰，确认了水分子的存在。
在酒精的光谱图中，我们观察到了C-O键的振动峰，证实了酒精分子的存在。
在苯的光谱图中，我们观察到了芳香环的振动峰，确认了苯分子的存在。
实验总结：激光拉曼实验是一种非常有用的光谱分析技术，可以提供有关物质的结构和组成的详细信息。
拉曼光谱仪实验报告数据齐全
拉曼散射光谱实验一、实验目的：1）学习和了解拉曼散射的基本原理。
2）掌握测量液体拉曼光谱的系统搭建方法。
3）掌握利用拉曼光谱定量测量未知溶液浓度的测量方法。
4）掌掌握利用拉曼光谱技术对未知物品的材料鉴定方法。
二、实验原理（一）测量未知溶液浓度的原理拉曼散射强度可表示为：式中：I为光学系统所收集到的样品表面拉曼信号强度；K为分子的拉曼散射截面积；ϕ为样品表面的激光入射功率；h（z）为光学系统的传输函数；b为样品池的厚度；C是待测物的浓度。
由上式可以看出，在一定条件下，拉曼信号强度与产生拉曼散射的待测物浓度成正比，即：因此即可实现在一定浓度范围内，根据接收到的拉曼散射信号定量分析溶液的浓度。
目前基于激光拉曼光谱技术的乙醇定量分析方法主要是的到884-1cm处的谱峰强度与乙醇浓度之间的函数关系，从而定量分析未知样品的乙醇浓度。
（二）测量未知物质的原理测量的光谱数据经软件上的预处理，然后导出光谱数据。
预处理包含插值和剪切、基线处理、平滑滤波、光谱归一化。
插值和剪切：插值是一种通过已有数据点来估计缺失数据点的方法。
在光谱数据中，可能会出现某些波长缺失或者数据点较少的情况，这时就需要使用插值来填补缺失的数据。
插值可以通过不同的算法来实现，比如线性插值、样条插值等。
剪切是将数据范围缩小到所需要的波长范围内。
基线处理：在实际光谱测量中，拉曼光谱由于受到物质荧光特性、背景噪声和激光器功率波动的影响，往往会产生基线漂移现象，基线校正是利用数学近似拟合的原理，首先根据原始光谱数据拟合出相应的背景信息—基线，然后从原始光谱数据中去除该基线，最后得到真实光谱信息的方法。
平滑滤波：基线校正步骤消除了低频噪声拉曼信号的影响，然而还有大量噪声作为高频成分存在于拉曼信号中，因此需对拉曼光谱进行平滑去噪来抑制光谱的高频噪声。
常用的平滑去噪算法有窗口去噪法、Savitzky-Golay（S-G）滤波法和小波阈值法等。
光谱归一化：在光谱测量中，由于时间、仪器状况和外部环境的影响，每条光谱的拉曼强度可能会有所差异。
拉曼光谱实验报告
拉曼光谱实验报告篇一：拉曼光谱实验报告拉曼光谱实验[实验目的]1、了解Raman光谱的原理和特点；2、掌握Raman光谱的定性和定量分析方法；3、了解Raman 光谱的谱带指认。
4、了解显微成像Raman光谱。
[仪器和装置] 1、显微Raman光谱系统一套，拉曼光谱仪的型号为SPL-RAMAN-785 USBXX+的拉曼光谱仪，自带785nm激光；2、带二维步进电机平移台一台（有控制器一台）；3、PT纳米线样品；4、光谱仪软件SpectraSuite；5、步进电机驱动软件；6、摄像头（已与显微镜集成在一起）。
[实验内容]1、使用显微Raman系统及海洋光谱软件对单根或多根纳米线进行显微Raman光谱测量，对测量的图和标准图进行比较，并通过文献阅读对PT纳米线Raman（测量和标准）的谱峰进行指认。
2、使用显微拉曼扫描系统进行二维样品表面拉曼信号收集，并生成样品表面特定波长处的拉曼信号强度三维图，模拟样品表面拉曼表征。
选择多个拉曼波长对样品形状进行观察。
[实验结果及分析]观察PbTiO3的拉曼散射谱并比对具体的拉曼散射光谱数据进行分析，可以找到以上10个拉曼散射峰，分别位于784.54nm，794.94 nm，798.60 nm，802.90 nm，806.84 nm，811.91 nm，817.10 nm，825.29 nm，832.44 nm，879.69nm附近，对应的Raman Shift分别是-7.46 cm-1159.28 cm-1216.94 cm-1284.00 cm-1 344.82 cm-1422.21 cm-1 500.44 cm-1 621.90 cm-1 725.97 cm-11371.21 cm-1。
（通过Raman Shift=1/λ入射-1/λ散射计算得到）PT纳米线Raman测量的谱峰指认：分析可知，-7.46 cm-1159.28 cm-1216.94 cm-1284.00cm-1 344.82 cm-1422.21 cm-1 500.44 cm-1 621.90 cm-1 725.97 cm-1附近的9个振动模，分别对应于PbTiO3的A1（1TO），E（1LO），E（2TO），B1+E，A1（2TO），E（2LO）+A1（2LO），E（3TO）A1（3TO），A1（3LO）声子模。
激光拉曼光谱实验报告
激光拉曼光谱实验报告激光拉曼光谱实验报告引言：激光拉曼光谱是一种非常重要的光谱分析技术，它可以通过激光与样品相互作用而产生的拉曼散射光，来获取样品的结构信息和分子振动信息。
本实验旨在探究激光拉曼光谱的原理与应用，并通过实验验证其在化学分析中的可行性和准确性。
实验原理：激光拉曼光谱是基于拉曼散射效应的，当激光与样品相互作用时，光子与样品中的分子发生相互作用，部分光子的能量被转移给分子，导致分子的振动和转动状态发生变化。
当光子重新散射出来时，其能量与入射光子相比发生了变化，这种能量差就是拉曼散射光的频率差，也称为拉曼位移。
通过测量拉曼散射光的频率差，可以获得样品的结构信息和分子振动信息。
实验步骤：1. 准备样品：选择一种具有明确结构和振动特征的样品，如苯乙烯。
将样品制备成适当浓度的溶液。
2. 调整仪器：打开激光拉曼光谱仪，调整激光器的功率和波长，确保光束的稳定性和一致性。
3. 校准仪器：使用标准样品进行校准，以确保光谱仪的准确性和可靠性。
4. 测量样品：将样品溶液放置在光谱仪的样品室中，调整光谱仪的参数，如激光功率、积分时间等，开始测量样品的拉曼光谱。
5. 数据分析：将测得的拉曼光谱数据进行处理和分析，通过比对标准谱图和已知结构的样品，确定拉曼峰的对应关系和分子结构。
实验结果与讨论：通过实验测量得到的苯乙烯的拉曼光谱如下图所示。
在光谱中可以观察到多个峰，每个峰对应着分子的不同振动模式。
通过与已知标准谱图的对比，可以确定这些峰的对应关系，从而推断出样品中分子的结构和组成。
在苯乙烯的拉曼光谱中，我们可以观察到几个显著的峰，如1450 cm^-1处的峰对应着苯环的C=C键伸缩振动，800 cm^-1处的峰对应着苯环的C-H键伸缩振动。
这些峰的位置和强度可以提供关于分子结构和键的信息，如键长、键强度等。
激光拉曼光谱在化学分析中有着广泛的应用。
通过测量样品的拉曼光谱，可以快速、无损地获取样品的结构信息和化学成分。
拉曼光谱实验报告
拉曼光谱实验报告引言光谱是研究物质结构和性质的重要手段之一，而拉曼光谱则是近年来备受关注的一种非常有用的光谱技术。
拉曼光谱通过测量物质在激发光照射下所散射光的频率差，揭示了物质分子的振动和转动信息。
本实验旨在通过测量不同物质的拉曼光谱，探讨拉曼光谱在化学分析中的应用。
实验方法本实验使用的拉曼光谱仪配备了一台激光器和一个光电倍增管。
首先，将待测样品放置在样品台上，并将激光对准样品表面。
开启光谱仪后，记录激光的波长和功率，并调整样品的位置和角度，以获得清晰的拉曼光谱信号。
实验过程中，要确保样品不受污染和损坏，并且保持仪器的灵敏度和稳定性。
实验结果与讨论1. 水的拉曼光谱我们首先对水这一常见物质进行了实验。
结果显示，水的拉曼光谱包含了丰富的信息，其中包括了水分子的伸缩振动和转动振动等。
根据实验结果，我们能够准确测量水的拉曼频移以及相应的光谱峰位，并据此进一步推测水的分子结构和键长等物理参数。
此外，由于水是一种极具活性的化学物质，我们还可以通过比较不同水样品的拉曼光谱差异，来确定水中的杂质和污染物含量。
2. 有机物的拉曼光谱在本实验中，我们还研究了一些有机物的拉曼光谱，并对比了不同有机物的光谱特征。
结果表明，不同有机物的拉曼光谱存在差异，这可以用于鉴别和定量分析不同的有机化合物。
通过观察拉曼光谱中的峰位、强度和形状等特征，我们能够确定物质的化学组成和结构。
由于有机物在拉曼光谱中具有独特的指纹区域，因此拉曼光谱被广泛应用于药物分析、环境监测和食品安全等领域。
3. 表面增强拉曼光谱除了传统的拉曼光谱，我们还研究了表面增强拉曼光谱（Surface-enhanced Raman Spectroscopy, SERS）。
该技术基于纳米金属表面所产生的增强效应，能够大幅提高样品的拉曼散射信号，从而增强检测灵敏度。
我们在实验中采用了金纳米颗粒作为增强剂，并测量了不同浓度的染料溶液的拉曼光谱。
结果显示，SERS技术不仅可以有效检测低浓度的物质，还能够应用于微量分析和生物传感等领域。
拉曼实验报告
拉曼实验报告一、实验目的了解拉曼测试的原理，掌握一些相关的拉曼信息。
能看懂拉曼的基本信息图，会解一些基本的拉曼图。
二、实验原理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，大部分的光会暗原来的发现透射，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1、激光拉曼光谱的原理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和短的成分，通称为拉曼效应。
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投射，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，还有一些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及有关，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。
2、拉曼光谱原理（1）光的散射入射光通过样品后，除了被吸收的光之外，大部分沿入射方向穿过样品，一小部分光则改变方向，发生散射。
一部分散射光的波长与入射光波长相同，这种散射称为瑞利散射。
（2）拉曼散射的产生机械力学的解释光由光子组成，这是光的微粒性。
光子与样品分子间的相互作用，可以用光子与样品分子之间的碰撞来解释。
光照射样品时，光子和样品分子之间发生碰撞。
拉曼光谱实验报告
嘉应学院物理学院近代物Array理实验实验报告实验项目：拉曼光谱实验地点：班级：姓名：座号：实验时间：年月日一、实验目的：1、了解拉曼散射的基本原理2、学习使用拉曼光谱仪测量物质的谱线，知道简单的谱线分析方法。
二、实验仪器和用具：RBD型激光拉曼光谱仪三、实验原理：按散射光相对于入射光波数的改变情况，可将散射光分为瑞利散射、布利源散射、拉曼散射；其中瑞利散射最强，拉曼散射最弱。
在经典理论中，拉曼散射可以看作入射光的电磁波使原子或分子电极化以后所产生的，因为原子和分子都是可以极化的，因而产生瑞利散射，因为极化率又随着分子内部的运动（转动、振动等）而变化，所以产生拉曼散射。
在量子理论中，把拉曼散射看作光量子与分子相碰撞时产生的非弹性碰撞过程。
在弹性碰撞过程中，光量子与分子均没有能量交换，于是它的频率保持恒定，这叫瑞利散射，如图（1a ）；在非弹性碰撞过程中光量子与分子有能量交换，从而使它的频率改变，它取自或给予散射分子的能量只能是分子两定态之间的差值12E E E ∆=-，当光量子把一部分能量交给分子时，频率较低的光为斯托克斯线，散射分子接受的能量转变成为分子的振动或转动能量，从而处于激发态1E ，如图（1b ），这时的光量子的频率为0ννν'=-∆；光量子从较大的频率散射，称为反斯托克斯线，这时的光量子的频率为0ννν'=+∆。
最简单的拉曼光谱如图2所示，中央的是瑞利散射线，频率为0ν，强度最强；低频一侧的是斯托克斯线，强度比瑞利线的强度弱很多；高频的一侧是反斯托克斯线，强度比斯托克斯线的强度又要弱很多，因此并不容易观察到反斯托克斯线的出现，但反斯托克斯线的强度随着温度的升高而迅速增大。
斯托克斯线和反斯托克斯线通常称为拉曼线，其频率常表示为0νν±∆，ν∆称为拉曼频移。
为尽可能地考虑增强入射光的光强和最大限度地收集散射光，又要尽量地抑制和消除主要来自瑞利散射的背景杂散光，提高仪器的信噪比。
激光拉曼光谱实验报告---近代物理实验
激光拉曼光谱实验报告学号：201011141054 姓名：牟蓉实验日期：2013.3.28 指导老师：杨国建摘要：本实验研究了用半导体激光器泵浦的3Nd +：4YVO 晶体并倍频后得到的532nm 激光作为激发光源照射液体样品的4CCL 分子而得到的拉曼光谱，确定了各个峰的退偏度，0.929752、0.629412、0.873846、0.741176、0.884774、0.757774关键词:拉曼散射、分子振动、退偏一、引言1928年，印度物理学家拉曼（C.V.Raman ）和克利希南（K.S.Krisman ）实验发现，当光穿过液体苯时被分子散射的光发生频率变化，这种现象称为拉曼散射。
几乎与此同时，苏联物理学家兰斯别而格（ndsberg ）和曼杰尔斯达姆（L.Mandelstamm ）也在晶体石英样品中发现了类似现象。
在散射光谱中，频率与入射光频率0υ相同的成分称为瑞利散射，频率对称分布在0υ两侧的谱线或谱带01υυ±即为拉曼光谱，其中频率较小的成分01υυ-又称为斯托克斯线，频率较大的成分01υυ+又称为反斯托克斯线。
这种新的散射谱线与散射体中分子的震动和转动，或晶格的振动等有关。
拉曼效应是单色光与分子或晶体物质作用时产生的一种非弹性散射现象。
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。
20世纪60年代激光的问世促进了拉曼光谱学的发展。
由于激光极高的单色亮度，它很快被用到拉曼光谱中作为激发光源。
而且基于新激光技术在拉曼光谱学中的使用，发展了共振拉曼、受激拉曼散射和番斯托克斯拉曼散射等新的实验技术和手段。
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,其信号来源于分子的振动和转动。
它提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，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。
拉曼光谱实验报告
拉曼光谱实验报告一、实验目的：通过拉曼光谱实验，了解拉曼效应的原理和应用，并掌握拉曼光谱的实验方法和数据处理。
二、实验原理：拉曼效应是一种光与物质相互作用的效应，由散射光的频率发生变化而引起。
当光经过样品散射后，部分光子的频率发生改变，发生频移的光子称为拉曼散射光。
拉曼散射光可以分为斯托克斯散射和反斯托克斯散射。
斯托克斯散射是指光子的频率减小，能量减小，反斯托克斯散射则相反。
三、实验仪器和材料：1.激光器2.拉曼光谱仪3.样品四、实验步骤：1.将样品放置在拉曼光谱仪样品台上，并调整相应参数。
2.打开激光器，调节激光器到适当的功率。
3.打开光谱仪，选择所需的波长范围，并确定激发光。
4.开始采集拉曼光谱数据，记录下实验数据。
五、实验结果和分析：通过实验，我们得到了一些拉曼光谱数据。
根据斯托克斯散射和反斯托克斯散射的原理，我们可以观察到散射光的频率发生变化。
根据拉曼光谱的峰位和峰强，可以进一步分析样品的分子结构和成分。
六、实验结论：通过拉曼光谱实验，我们可以观察到样品的拉曼散射光，进而分析样品的分子结构和成分。
拉曼光谱技术在材料科学、化学分析等领域有着广泛的应用。
本次实验使我们对拉曼效应的原理和应用有了更深入的了解，并掌握了拉曼光谱实验的方法和数据处理技巧。
七、实验心得：本次实验中，我们首先了解了拉曼效应的基本原理，并通过实验验证了拉曼效应的存在。
在实验中，激光器的功率调节是一个重要的环节，过高或过低的功率都会对实验结果产生影响。
此外，选择适当的波长范围和光谱仪的参数设置也是非常关键的。
在数据处理过程中，需要对拉曼光谱进行峰位和峰强的分析，以得到更准确的结论。
综上所述，本次拉曼光谱实验使我对拉曼效应有了更深入的认识，同时也掌握了拉曼光谱实验的方法和数据处理技巧。
这对我的科研和实验能力的提升有着积极的意义。
激光拉曼实验报告
激光拉曼实验报告引言激光拉曼光谱是一种基于拉曼散射现象的光谱技术，它在材料科学、生物医学、环境监测等领域有着广泛的应用。
本实验旨在通过激光拉曼光谱技术来分析样品的分子结构和化学成分，以及探索拉曼散射的物理原理。
实验步骤1. 实验准备在进行激光拉曼实验前，首先需要准备实验所需的设备和材料。
主要的设备包括激光器、光谱仪、样品支架等。
材料方面可以选择不同类型的样品进行测试，如有机化合物、无机晶体、生物分子等。
2. 调节激光器将激光器调节至适当的功率和波长。
根据实验需要，选择合适的激光波长，一般常用的有532 nm和785 nm。
通过调节激光器的参数，可以获得稳定的激光输出。
3. 收集拉曼光谱将样品放置于样品支架上，并将支架放置在光谱仪中。
在实验过程中，需要注意避免样品受到外界干扰，如光线、温度变化等。
通过激光照射样品，收集样品散射的拉曼光谱。
4. 数据分析将收集到的光谱数据进行分析。
通过观察谱线的位置和强度，可以判断样品的分子结构和化学成分。
对于未知样品，可以与已知的标准光谱进行对比，以确定样品的成分。
结果与讨论本实验选取了几种常见的有机化合物作为样品进行测试。
经过收集和分析光谱数据，观察到了特定的拉曼峰和强度变化。
通过与已知有机化合物的光谱进行对比，成功地确定了样品的成分。
实验结果表明，激光拉曼光谱技术在材料分析中具有很高的应用潜力。
结论本实验通过激光拉曼光谱技术成功地分析了不同样品的分子结构和化学成分。
实验结果表明，激光拉曼光谱技术是一种非常有效的分析工具，可以在材料科学、生物医学等领域中得到广泛应用。
通过进一步的研究和探索，我们可以进一步提高激光拉曼光谱技术的灵敏度和分辨率，以满足更高级别的科学研究需求。
参考文献•Smith, E., & Dent, G. (2005). Modern Raman spectroscopy: a practical approach. John Wiley & Sons.•Matousek, P., & Morris, M. D. (Eds.). (2012). Emerging Raman applications and techniques in biomedical and pharmaceutical fields (Vol. 113).Springer Science & Business Media.。
拉曼光谱实验报告
拉曼光谱实验报告拉曼光谱实验报告引言拉曼光谱是一种非常重要的分析技术，它通过测量样品散射光的频移来提供关于分子结构和化学键信息。
本实验旨在通过拉曼光谱仪对几种常见物质进行分析，探索其分子结构和化学键的性质。
实验方法在本实验中，我们使用了一台高分辨率的拉曼光谱仪。
首先，我们准备了一系列样品，包括液态和固态物质。
然后，将样品放置在光谱仪的样品台上，并调整仪器参数以获得最佳的信号强度和分辨率。
接下来，我们使用激光器照射样品，并记录散射光的频移。
结果与讨论1. 液态样品我们首先对几种液态样品进行了拉曼光谱分析，包括水、乙醇和甲醇。
在水的拉曼光谱中，我们观察到了两个明显的峰，分别对应于O-H键的拉伸振动和弯曲振动。
乙醇和甲醇的拉曼光谱也显示出了类似的特征，但由于它们的分子结构不同，峰的位置和强度也有所不同。
2. 固态样品我们接下来对几种固态样品进行了拉曼光谱分析，包括红磷、二氧化硅和钙钛矿。
在红磷的拉曼光谱中，我们观察到了几个峰，这些峰对应于红磷晶格中的振动模式。
二氧化硅的拉曼光谱显示出了特征性的峰，这些峰对应于硅氧键的振动。
钙钛矿是一种具有复杂结构的材料，其拉曼光谱显示出了多个峰，这些峰对应于晶格振动和化学键的振动。
3. 分子结构分析通过对样品的拉曼光谱进行分析，我们可以获得有关分子结构和化学键的重要信息。
例如，在水的拉曼光谱中，O-H键的拉伸振动峰的位置可以提供关于氢键的信息。
在红磷的拉曼光谱中，振动模式的峰位可以揭示晶格结构的性质。
这些信息对于理解物质的性质和行为非常重要。
结论通过拉曼光谱实验，我们成功地对几种液态和固态样品进行了分析，并获得了有关它们分子结构和化学键的重要信息。
拉曼光谱技术在化学、材料科学和生物学等领域具有广泛的应用前景。
通过进一步的研究和探索，我们可以更深入地了解物质的性质和行为，为科学研究和工业应用提供更多的可能性。
致谢感谢实验室提供的设备和支持，以及指导老师对本实验的指导和帮助。
激光拉曼实验报告
激光拉曼及荧光光谱实验一、实验目的1、 了解激光拉曼的基本原理和基本知识以及用激光拉曼的方法鉴别物质成分和分子结构的原理；2、 掌握LRS – II 激光拉曼/荧光光谱仪的系统结构和操作方法；3、 研究四氯化碳CCL4、苯C 6H 6等物质典型的振动—转动光谱谱线特征。
二、实验原理2.1 基本原理分子有振动。
原子分双子的振动按经典力学的观点可以看成是简谐振子，其能量为A 是振幅，k 是力常数。
按照量子力学，简谐振子的能量是量子化的，t=0，1，2，3，···，是振动量子数，f 是振子的固有振动频率。
如果在同一电子态中，有振动能级的跃迁，那么产生的光子能量hf t t E E h )('12-=-=ν 波数为CO 在红外部分有4.67微米、2.35微米、1.58微米等光谱带，其倒数之比近似为1：2：3。
当Δt =1时，测得的ν~反映了分子键的强弱。
分子有转动。
双原子分子的转动轴是通过质心而垂直于联接二原子核的直线的。
按照经典力学，转动的动能是式中P 是角动量，Ｉ是转动惯量， 222211r m r m I += 可以证明IP I E 22122==ω222121r r m m m m I μ=+=222212121kA kx mv E =+=2121m m m m m +=hft E )21(+=mk f π21=,3,2,)(1~12ωωωωλν=∆=-'=-==t cft t hc E E上式中ｒ１，ｒ２和ｒ分别代表两原子到转轴的距离及两原子之间的距离，μ称为约化质量。
按照量子力学，角动量应等于代入上式得此式可以从量子力学直接推得，Ｊ称为转动量子数。
当Ｊ＝０，１，２，３，···等值时，相应的Ｊ（Ｊ＋１）＝０，２，６，１２，···，所以能级的间隔是I h 22π的２，４，６，８，···倍。
7 实验七 激光拉曼光谱
激光拉曼光谱一、实验目的1、 了解激光拉曼的基本原理和基本知识以及用激光拉曼的方法鉴别物质成分和分子结构的原理；2、 掌握LRS –II 激光拉曼/荧光光谱仪的系统结构和操作方法；3、 研究四氯化碳CCL4典型的振动—转动光谱谱线特征。
二、实验仪器LRS –II 激光拉曼/荧光光谱仪、电脑等。
三、实验原理1.背景介绍1928年，印度物理学家拉曼（C.V.Raman ）和克利希南（K.S.Krisman ）实验发现，当光穿过液体苯时被分子散射的光发生频率变化，这种现象称为拉曼散射。
几乎与此同时，苏联物理学家兰斯别而格（ndsberg ）和曼杰尔斯达姆（L.Mandelstamm ）也在晶体石英样品中发现了类似现象。
在散射光谱中，频率与入射光频率0υ相同的成分称为瑞利散射，频率对称分布在0υ两侧的谱线或谱带01υυ±即为拉曼光谱，其中频率较小的成分01υυ-又称为斯托克斯线，频率较大的成分01υυ+又称为反斯托克斯线。
这种新的散射谱线与散射体中分子的震动和转动，或晶格的振动等有关。
拉曼效应是单色光与分子或晶体物质作用时产生的一种非弹性散射现象。
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。
20世纪60年代激光的问世促进了拉曼光谱学的发展。
由于激光极高的单色亮度，它很快被用到拉曼光谱中作为激发光源。
而且基于新激光技术在拉曼光谱学中的使用，发展了共振拉曼、受激拉曼散射和番斯托克斯拉曼散射等新的实验技术和手段。
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,其信号来源于分子的振动和转动。
它提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，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。
拉曼光谱实验报告
拉曼光谱实验报告1.1样品的准备检测拉曼光谱时一般不需要制备样品，特别是带有显微镜的激光拉曼光谱仪。
在检测时，样品是固体，只需要将样品直接放在测样品台上进行测试。
如果是液体样品并且是易挥发的，可先将其倒入一个无色透明的玻璃瓶，盖好瓶盖，然后放在测样品台上进行检测。
如果液体样品是不易挥发的，可将其倒入一个小的培养皿中，再放在测样品台上进行检测。
1.2分子骨架、基团的定性分析技术拉曼光谱研究对称分子的非极性基团或分子骨架振动产生谱带的情况。
主要用来鉴别化学物质的种类、特殊的结构特征或特征基团，它与红外吸收光谱互为补充。
拉曼位移的大小、强度及拉曼峰形状是鉴定化学键、官能团的重要依据。
利用偏振特性，拉曼光谱还可以作为分子异构体判断的依据。
对于像S-S、C=C、N=N、C=S、C-C、CºC等这类基团，如果分子中这类基团的环境接近对称，他的振动在红外吸收光谱中极为微弱，但可用拉曼光谱检测。
另外，拉曼光谱是检测环状化合物的有力工具。
利用拉曼光谱的标准谱图或利用拉曼光谱标准谱库的检索功能，对未知物拉曼光谱图进行比对，也是拉曼光谱定性分析的一个重要手段。
1.3表面分子结构分析技术当分子被吸附在粗糙金属表面时，其拉曼光谱强度会增加104 ~ 106倍，即表面增强拉曼散射效应(SERS)。
利用这种技术，我们可以检测吸附在金属表面的单层和亚单层分子，并给出表面分子的结构信息。
高灵敏度拉曼光谱检测技术也可以用来研究分子的吸附动力学，利用SERS强度与时间的关系可以得到吸附速率常数。
当具有共振拉曼效应的分子被吸附在粗糙金属表面时，拉曼信号也能增强100 ~ 1000倍，即表面增强共振拉曼散射(SERRS)。
SERRS常用于荧光干扰化合物的拉曼检测。
当化合物分子吸附在粗糙金属表面时，其荧光猝灭，容易获得高质量的SERRS光谱。
1.4深度扫描技术利用拉曼光谱仪的数字显微共焦技术可以检测一些复合材料的深度分布和材料性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验六 激光拉曼光谱仪
【目的要求】
1.学习和了解拉曼散射的基本原理；
2.学习使用激光拉曼光谱仪测量CCL 4的谱线；
【仪器用具】
LRS-3型激光拉曼光谱仪、CCL 4、计算机、打印机
【原 理】
1. 拉曼散射
当平行光投射于气体、液体或透明晶体的样品上，大部分按原来的方向透射 而过，小部分按照不同的角度散射开来，这种现象称为光的散射。
散射是光子与物质分子相互碰撞的结果。
由于碰撞方式不同，光子和分子之间会有多种散射形式。
⑴ 弹性碰撞
弹性碰撞是光子和分子之间没有能量交换，只是改变了光子的运动方向，使得散射光的频率与入射光的频率基本相同，频率变化小于3×105HZ ，在光谱上称为瑞利散射。
瑞利散射在光谱上给出了一条与入射光的频率相同的很强的散射谱线，就是瑞利线。
⑵ 非弹性碰撞
光子和分子之间在碰撞时发生了能量交换，这不仅使光子改变了其运动方向，也改变了其能量，使散射光频率与入射光频率不同，这种散射在光谱上称为拉曼散射，强度很弱，大约只有入射线的10-6。
由于散射线的强度很低，所以为了排除入射光的干扰，拉曼散射一般在入射线的垂直方向检测。
散射谱线的排列方式是围绕瑞利线而对称的。
在拉曼散射中散射光频率小于入射光频率的散射线被称为斯托克斯线；而散射光频率大于入射光频率的散射线被称为反斯托克斯线。
斯托克斯线和反斯托克斯线是如何形成的呢？在非弹性碰撞过程中，光子与分子有能量交换, 光子转移一部分能量给分子, 或者从分子中吸收一部分能量，从而使它的频率改变，它取自或给予散射分子的能量只能是分子两定态之间的差值21E E E -=∆。
在光子与分子发生非弹性碰撞过程中，光子把一部分能量交给分子时，光子则以较小的频率散射出去，称为频率较低的光(即斯托克斯线)，散射分子接受的能量转变成为分子的振动或转动能
量，从而处于激发态 E 1，这时的光子的频率为ννν∆-=0'（入射光的频率为0ν）；当分子已经处于振动或转动的激发态 E 1 时,光量子则从散射分子中取得了能量
E ∆ (振动或转动能量),以较大的频率散射，称为频率较高的光(即反斯托克斯线) ,这时的光量子的频率为ννν∆+=0'。
最简单的拉曼光谱如图1所示,在光谱图中有三种线，中央的是瑞利散射线，频率为0ν，强度最强；低频一侧的是斯托克斯线，与瑞利线的频差为ν∆，强度
比瑞利线的强度弱很多，约为瑞利线的强度的几百万分之一至上万分之一；高频的一侧是反斯托克斯线，与瑞利斯托克斯线的频差亦为ν∆ ,和斯托克斯线对称的分布在瑞利线两侧，强度比斯托克斯线的强度又要弱很多,因此并不容易观察到反斯托克斯线的出现，但反斯托克斯线的强度随着温度的升高而迅速增大.斯托克斯线和反斯托克斯线通常称为拉曼线，其频率常表示为νν∆±0，ν∆ 称为拉曼频移,这种频移和激发线的频率无关，以任何频率激发这种物质，拉曼线均能伴随出现。
拉曼散射强度正比于入射光的强度,并且在产生拉曼散射的同时,必然存在强度大于拉曼散射至少一千倍的瑞利散射。
因此，在设计或组装拉曼光谱仪和进行拉曼光谱实验时，必须同时考虑尽可能增强入射光的光强和最大限度地收集散射光,又要尽量地抑制和消除主要来自瑞利散射的背景杂散光,提高仪器的信噪比。
拉曼光谱在材料中的应用：
⑴ 不同材料有着与其他材料不同的特征图谱，为表征和鉴定材料提供指纹谱。
⑵ 拉曼频移表征了分子中不同基团振动的特性，因此可以通过拉曼位移的测定，对分子进行定性和结构分析。
⑶ 可通过光谱校正，得到准确的应力和浓度分布。
2. 激光拉曼光谱仪的基本结构
激光拉曼/荧光光谱仪的总体结构如图2-1所示。
图2-1 激光拉曼/荧光光谱仪的结构示意图
2.1 单色仪：
图2-2 单色仪的光学结构示意图
S1为入射狭缝，M1为准直镜，G 为平面衍射光栅，衍射光束经成像物镜M2会聚，平面镜M3反射直接照射到出射狭缝S2上，在S2外侧有一光电倍增管PMT ，当光谱仪的光栅转动时，光谱讯号通过光电倍增管转换成相应的电脉冲，并由光子计数器放大、计数，进入计算机处理，在显示器的荧光屏上得到光谱的分布曲线。
S1
2.2 激光器：
本仪器采用40mw 半导体激光器，该激光器输出的激光为偏振光。
其操作步骤参照半导体激光器说明书。
2.3 外光路系统
外光路系统：主要由激发光源（半导体激光器）五维可调样品支架S ，偏振
图2-3 外光路系统示意图
组件P1和P2以及聚光透镜C1和C2等组成（见图2-3）。
激光器射出的激光束被反射镜R 反射后，照射到样品上。
为了得到较强的激发光，采用一聚光镜C1使激光聚焦，使在样品容器的中央部位形成激光的束腰。
为了增强效果，在容器的另一侧放一凹面反射镜M2。
凹面镜M2可使样品在该侧的散射光返回，最后由聚光镜C2把散射光会聚到单色仪的入射狭缝上。
调节好外光路，是获得拉曼光谱的关键，首先应使外光路与单色仪的内光路共轴。
一般情况下，它们都已调好并被固定在一个钢性台架上。
可调的主要是激光照射在样品上的束腰应恰好被成像在单色仪的狭缝上。
是否处于最佳成像位置可通过单色仪扫描出的某条拉曼谱线的强弱来判断。
2.4 偏振部件：
作偏振测量实验时，应在外光路中放置偏振部件。
它包括改变入射光偏振方向的偏振旋转器，还有起偏器和检偏器。
2.5 探测系统：
拉曼散射是一种极微弱的光，其强度小于入射光强的10－6，比光电倍增管本身的热噪声水平还要低。
用通常的直流检测方法已不能把这种淹没在噪声中的信号提取出来。
单光子计数器方法利用弱光下光电倍增管输出电流信号自然离散的特征，采
M2
用脉冲高度甄别和数字计数技术将淹没在背景噪声中的弱光信号提取出来。
3.激光拉曼光谱仪的光学原理图
图3-1 光学原理图
【实验步骤】
注入到药品匙，然后将药品匙放置在样品架上。
一、准备样品：用滴管将CCL
4
二、打开激光器电源。
三、调整外光路（由指导教师完成，学生只需了解方法）
1.放入药品匙之前观察激光束是否与底板垂直，若不垂直，进行调节。
2.聚光部件的调整：将药品匙放置在样品架上，调节样品台上的微调螺钉使聚焦后的激光束位于样品管的中心。
3.集光部件的调整：集光部件是为了最有效的收集拉曼光。
该仪器采用一物镜组及物镜2来完成。
参阅下图：
首先，拿一张白纸放在单色仪的入缝处，观察是否有绿色亮条纹象与狭缝平行。
若此时绿色亮条纹清晰，并进入狭缝，就不需再调整了。
若象清晰但未进入狭缝则可调整螺钉，让象进入狭缝。
四、打开仪器的电源；
五、启动应用程序，出现对话框，重新初始化（光栅重新定位）；
六、在参数设置区设置阈值和积分时间及其他参数：
模式:波长方式；间隔:0.1 nm；负高压（提供给倍增管的负高压大小）：8；阈值：27；工作波长：515nm-560nm；最大值:16500,最小值:0；
积分时间：120ms；如使用陷波滤波器，选择打勾。
七、单击“单程”扫描，获得谱图。
八、与给定的标准谱图对照，峰值较低时，说明进入狭缝的拉曼光较少，进一步调整外光路。
方法如下：利用“自动寻峰”找到最高峰值对应的波长，记录下来；单击“定点”，输入最高峰值对应的波长，输入时间长度100s。
依次调节外光路中物镜的俯仰按钮，使对话框出现的能量（左边为时间，右边为能量）出现最大值。
九、单击“检索”，对话框中输入波长515 nm，单击“单程”扫描，获得谱图。
十、存储打印（显示波长和峰值）；
十一、关闭应用程序；
十二、关闭仪器电源和激光器电源。