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拉曼光谱仪基本原理以及应用介绍

发布时间:2019/10/10 点击量:

  拉曼光谱(Raman spectra),是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应,对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息,并应用于分子结构研究的一种分析方法。

  分子光谱产生于分子内部运动状态的改变。分子有不同的电子能级,每个电子能级又有不同的振动能级。而每个振动能级又有不同的转动能级。一定波长的电磁波作用于分子,引起分子相应能级的跃迁,产生分子吸收光谱。引起分子电子能级跃迁的光谱称电子吸收光谱,其波长位于紫外-可见光区,故称紫外-可见光谱。

  拉曼光谱的光学原理(如图1),一束频率为V0的单色光照射到样品上后,分子(或原子)可以使入射光发生散射或者反射。大部分光只是改变方向发生散射,而光的频率仍与激发光的频率(即V0)相同,这种散射称为瑞利散射(,大约占据99%左右;约占总散射光强度的 10E-6~10E-10的散射,不仅改变了光的传播方向,而且散射光的频率也改变了,不同于激发光的频率,称为拉曼散射。拉曼散射中频率减少的,即V1V0的散射称为反斯托克斯散射,斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射强得多,拉曼光谱仪通常测定的大多是斯托克斯散射,也统称为拉曼散射。

拉曼光谱仪基本原理以及应用介绍
图1
       通过图1可以看出, 拉曼光谱可以作为分子结构定性和定量分析。从原理看,因为化学键以及对称分子都其特殊振动的光谱信息,因此提供作为分子鉴别时的重要特征,从技术角度看目前来看,主要进行定性的运用。例如,SiO, Si2O2, 和Si3O3的振动频率是可被鉴别出来的,并列为红外线光谱学以及拉曼光谱学配位分析的基础。有机分子的特殊(波数)范围在500-2000cm-1。

  拉曼光谱仪的应用领域很广,如化学实验室、生物和医学领域等等,有了它我们可以更加准确判断研究物质的成分。为了更好的使用便携式拉曼光谱仪,下面一起来了解一下便携式拉曼光谱仪具体适用于那些领域。

拉曼光谱仪基本原理以及应用介绍

  1、食品领域-用于食品成分的“证实”,以及掺杂物的“证伪”

  2、农牧领域-农牧产品的分类及鉴定

       3、化学、高分子、制药及医学相关领域 过程控制;质量控制、成分鉴定、药物鉴别、疾病诊断

  4、刑侦及珠宝行业-毒品检测;珠宝鉴定

       5、环境保护-部门水质污染监测、表面污染检测和其他有机污染物

  6、物理领域-光学器件和半导体元件研究

  7、鉴定、古物古玩鉴定、公安刑事鉴定等其他领域。

  8、地质领域-现场探矿、矿石成分的定量定性分析和包裹体的研究

  9、石油领域-油品的快速分类、石油产品成分组成、监控油品的在线调节等。

  10、工业气体成分检测

  11、晶体材料研究

  12、宝石学中的用于鉴定宝石成分及真伪

  13、在II-VI族,III-V族化合物半导体纳米结构中的应用

  14、在碳材料学中的应用

  15、活体拉曼光谱学用于肿瘤组织诊断

  16、医药领域中的应用

  17、在有机纤维和薄膜中的应用

  18、在催化剂方面的应用

拉曼光谱仪基本原理以及应用介绍