拉曼效應(yīng)(Raman effect),又稱拉曼散射、并合散射效應(yīng)、聯(lián)合散射效應(yīng),指單色光通過試樣,其分子在振動(dòng)時(shí)發(fā)生極化度變化而產(chǎn)生的效應(yīng)。
所謂極化度,就是分子在電磁場(如光波)作用下,分子中電子云變化的程度。它與拉曼譜線的強(qiáng)度成正比。當(dāng)光子與試樣分子發(fā)生碰撞,除產(chǎn)生彈性散射(亦稱瑞利散射)外,還發(fā)生光子與分子之間的非彈性散射,引起能量交換,光子把一部分能量給予分子或從分子獲得一部分能量。光子能量的減小或增加,在瑞利散射線兩側(cè)有一系列低于或高于入射光頻率的散射線,即拉曼散射。
1923年,奧地利的Smekal從理論上預(yù)測散射效應(yīng)。1928年,印度的科學(xué)家錢德拉塞卡·文卡塔·拉曼發(fā)現(xiàn)了拉曼散射效應(yīng)。1974年,F(xiàn)leischmann和Van Duyne等人發(fā)現(xiàn)了表面增強(qiáng)拉曼散射。1985年,增強(qiáng)拉曼和掃描探針技術(shù)(SPM)聯(lián)用的針尖增強(qiáng)拉曼概念被Wessel引入探索微納結(jié)構(gòu)的拉曼分析。2000年,Zenobi、Kawata、Anderson、Pettinger真正實(shí)現(xiàn)了針尖增強(qiáng)拉曼光譜采集。
通過測量拉曼散射光譜,可以獲得有關(guān)分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵狀態(tài)、晶格振動(dòng)和其他相關(guān)信息。這使得拉曼效應(yīng)被廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)和其他領(lǐng)域的研究和分析中。
定義
拉曼效應(yīng)指單色光通過試樣,其分子在振動(dòng)時(shí)發(fā)生極化度變化而產(chǎn)生的效應(yīng)。所謂極化度,就是分子在電磁場(如光波)作用下,分子中電子云變化的程度。它與拉曼譜線的強(qiáng)度成正比。當(dāng)光子與試樣分子發(fā)生碰撞,除產(chǎn)生彈性散射(亦稱瑞利散射)外,還發(fā)生光子與分子之間的非彈性散射,引起能量交換,光子把一部分能量給予分子或從分子獲得一部分能量。光子能量的減小或增加,在瑞利散射線兩側(cè)有一系列低于或高于入射光頻率的散射線,即拉曼散射。其波長對應(yīng)于分子中的轉(zhuǎn)動(dòng)能級或振動(dòng)能級的躍遷,與物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)有關(guān),可作定性分析的依據(jù),其強(qiáng)度可作定量分析的依據(jù)。
簡史
1888年11月7日,拉曼出生在印度南部的特里奇諾波利,是印度一個(gè)世代土地所有者的后裔,他的父親是大學(xué)物理和數(shù)學(xué)教師。1904年,他大學(xué)畢業(yè)獲得學(xué)士,并以第一名獲物理學(xué)金獎(jiǎng)。1907年以優(yōu)異成績獲得碩士學(xué)位,研究的是光學(xué)和聲學(xué)。在他年僅18歲時(shí),就在英國著名科學(xué)雜志《自然》上發(fā)表了一篇關(guān)于光的衍射效應(yīng)的論文。拉曼熱愛科學(xué),但獲得碩士學(xué)位后,因身體有病,未能去英國繼續(xù)深造。獨(dú)立前的印度,如果沒有取得英國的博士學(xué)位,就沒有資格在科學(xué)文化界任職。但會(huì)計(jì)行業(yè)是唯一的例外,不需先到英國受訓(xùn)。他參加了經(jīng)濟(jì)文官考試,取得第一名,被授予總會(huì)計(jì)助理的職務(wù)。但拉曼并未放棄自己的科學(xué)目標(biāo),他利用業(yè)余時(shí)間在加爾各答市印度科學(xué)研究協(xié)會(huì)的實(shí)驗(yàn)室研究聲學(xué)和光學(xué),并常向大眾做通俗科學(xué)演講。1917年加爾各答大學(xué)破例邀請拉曼擔(dān)任物理學(xué)教授。1921年拉曼代表加爾各答大學(xué)去英國講學(xué)。1921年9月,他離開英國,登上“納昆達(dá)”客輪返回孟買,也就是從這個(gè)時(shí)候他開始思索地中海耀眼的蔚藍(lán)海水。瑞利爵士(英國物理學(xué)家,1904年獲得諾貝爾獎(jiǎng))之前解釋過天空的藍(lán)色是因?yàn)楣饩€與大氣中分子的彈性散射所造成的,他還表示,海洋的藍(lán)色只是天空的反射而已,但拉曼認(rèn)為這值得商榷。
拉曼攜帶著一些簡單的光學(xué)儀器,包括一個(gè)口袋大小的分光儀和一個(gè)棱鏡。在客輪上,他利用這些儀器來檢查海水,終于確信水分子就像氣體分子一樣,也可以將光散射,所以他一抵達(dá)孟買港口,就馬上投稿了一篇快報(bào)式論文到《自然》期刊。當(dāng)他回到加爾各答的實(shí)驗(yàn)室后,他和他的研究團(tuán)隊(duì)立刻開始從新的角度研究光的散射效應(yīng)。1922年,康普頓(1927年獲得諾貝爾獎(jiǎng))發(fā)現(xiàn)X射線在和電子非彈性碰撞后會(huì)損失能量,因此散射波中出現(xiàn)了波長變長的成分。海森伯格曾于1925年預(yù)言:可見光也會(huì)有類似的效應(yīng)。拉曼也認(rèn)為類似康普頓效應(yīng)的情形可被證明會(huì)出現(xiàn)在可見光與分子的非彈性散射上。
拉曼和他的研究團(tuán)隊(duì)在加爾各答通過一些簡單的實(shí)驗(yàn)來觀察光通過不同液體后被散射的情形。他們首先選擇太陽光作為光源,因?yàn)榧訝柛鞔鸬年柟夂艹渥?。他們利用有色的濾光片將藍(lán)-紫光分離出來,然后讓它們從液體標(biāo)靶中散射出去。但當(dāng)他們使用黃-綠色和其他顏色的濾光片并以目測散射光顏色的變化時(shí),效應(yīng)卻很弱,難以分辨。他們立刻明白需要更強(qiáng)的光源,他們選擇了一個(gè)7英寸的望遠(yuǎn)鏡為聚光所用,于是他們只用如此簡單的裝備就觀察到了各種液體中散射光顏色的變化。1928年2月,拉曼觀察到散射光會(huì)極化,因此可以分辨出新的散射效應(yīng)和熒光的區(qū)別。他和同事克里許南共同完成一篇標(biāo)題為《一個(gè)二次輻射的新類型》的短論文,并投寄到《自然》。他們在文中指出,通過對60種普通液體中散射光的實(shí)驗(yàn)觀察,肯定了當(dāng)單色光定向通過透明物質(zhì)時(shí),在散射光的光譜中,除了含有原來波長,還含有一些光強(qiáng)較弱的光,其波長與原入射光的波長相差一個(gè)恒定的值。這種單色光被介質(zhì)分子散射后波長發(fā)生改變的現(xiàn)象,被稱為并和散射效應(yīng),又稱為“拉曼效應(yīng)”。不久,拉曼用分光儀測出散射光的確切波長,并于3月,將此量化的結(jié)果在南印度科學(xué)協(xié)會(huì)上進(jìn)行了演講,并將其在《印度物理期刊》發(fā)表。
與此同時(shí)還有一些科學(xué)家也在研究光的散射效應(yīng),例如,俄羅斯物理學(xué)家蘭茲伯格和曼德爾斯坦于1925年開始在石英中觀察光的散射。他們在1928年2月也獨(dú)立地觀察到與拉曼所發(fā)現(xiàn)的相同散射效應(yīng),兩個(gè)月后,他們在于莫斯科召開的一次會(huì)議中公布了此結(jié)果。1930年,美國光譜學(xué)家武德(R.W.Wood)給頻率變低的變散射線取名為斯托克斯線,給頻率變高的取名為反斯托克斯線。物理學(xué)家很快地認(rèn)識到拉曼效應(yīng)的重要性,它為量子理論提供了新的證據(jù),對研究分子振動(dòng)與旋轉(zhuǎn)有非常重要的作用。拉曼光譜已成為化學(xué)家進(jìn)行化學(xué)分析的重要手段。
分類
設(shè)組成物質(zhì)的分子的兩個(gè)能級為E2與E1,且E2>E1。兩個(gè)能級間隔為E2-E1=hν0,以頻率為ν的光入射到該物質(zhì)中,處于能級E1上的分子將吸收入射光的光子而躍遷到一個(gè)虛能級上,隨后回到態(tài)E2并放出一個(gè)頻率為νs的光子;或者處于E2態(tài)上的分子吸收了單射光子躍遷到虛能級上,然后回到態(tài)E1,放出頻率為νas的光子。上述兩種情況均稱為拉曼散射,前者稱為斯托克斯(Stokes)散射,后者稱為反斯托克斯散射,并且有νs=ν-ν0,νas=ν+ν0。
原理
當(dāng)光照射到介質(zhì)上時(shí),除了發(fā)生反射,折射和吸收等光學(xué)現(xiàn)象,還可能會(huì)發(fā)生散射現(xiàn)象,如果散射光的頻率與入射光相同,則將這種散射稱之為彈性散射;如果光子與分子發(fā)生能量交換,則散射光的頻率相對于入射光將發(fā)生改變,這種散射現(xiàn)象稱為非彈性散射,包括拉曼散射和路易·布里淵散射等。其中拉曼散射效應(yīng)是由C. V. Raman于1928年發(fā)現(xiàn)和提出的,入射光頻率和拉曼散射光頻率之差即為拉曼位移。由于拉曼位移與分子的振動(dòng)能級有關(guān),因此拉曼散射光譜可以反映物質(zhì)固有的結(jié)構(gòu)、振動(dòng)狀態(tài)和組成的特征信息。
從分子能級的角度去理解拉曼散射的過程時(shí),當(dāng)光與分子相互作用的瞬間,此時(shí)分子不是處于一個(gè)實(shí)能級,而是一種隨入射光能量變化的能級,通常稱為“虛能級(Virtual state)”,即分子處于虛態(tài),虛能級上的電子立即躍遷回基態(tài)能級發(fā)射出即為散射光。
從能級的角度來看,瑞利散射產(chǎn)生的散射光與入射光具有相同的頻率和波長。這意味著散射光的能量與入射光的能量相同,只是在方向上發(fā)生了改變。瑞利散射是一種彈性散射過程,拉曼散射有兩種不同的躍遷能量差,因此產(chǎn)生兩種不同的譜線,人們將頻率小于入射光頻率(υ0)的譜線稱為斯托克斯(Stokes)線,把頻率大于入射光頻率的譜線稱為反斯托克斯(Anti-stokes)譜線,通常我們測試的是斯托克斯拉曼。
拉曼光譜圖特征
(1)對同一樣品,同一拉曼位移與入射光的波長無關(guān),只和樣品的振動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)能級有關(guān),而不同物質(zhì)的拉曼位移是不一樣的(這也是用拉曼光譜定性分析樣品結(jié)構(gòu)的依據(jù))。
(2)一般情況,拉曼光譜橫坐標(biāo)為拉曼位移(?υ,Raman Shift/cm-1),代表拉曼散射光與入射光之間頻率的差值,反斯托克斯和斯托克斯對稱的分布在瑞利線的兩側(cè),反斯托克斯譜線的強(qiáng)度遠(yuǎn)小于斯托克斯的強(qiáng)度。換算公式:拉曼位移?υ(Raman Shift/cm-1):Δv=107/λ0(nm)-107/λroman scatter(nm)。
(3)拉曼頻率代表了振動(dòng)的原子的質(zhì)量和振動(dòng)鍵的強(qiáng)度;拉曼譜峰強(qiáng)度代表物質(zhì)的濃度,鍵的本質(zhì)拉曼散射界面。因此拉曼光譜可以提供樣品化學(xué)結(jié)構(gòu)、相和形態(tài)、結(jié)晶度及分子相互作用等等詳細(xì)信息。
(4)利用拉曼光譜可以特異性的識別樣品分子結(jié)構(gòu),由于拉曼光譜特征峰較窄且處于不同的位置,因此拉曼散射可以同時(shí)分析多種成分,免除對樣品復(fù)雜的預(yù)處理;拉曼光譜的采集幾秒鐘內(nèi)便可完成,故可作為現(xiàn)場實(shí)時(shí)分析技術(shù)。通過測量拉曼散射光譜,我們可以獲得有關(guān)分子結(jié)構(gòu)、化學(xué)鍵狀態(tài)、晶格振動(dòng)和其他相關(guān)信息。這使得拉曼散射成為一種非常重要的光譜學(xué)技術(shù),被廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)和其他領(lǐng)域的研究和分析中。
適用條件
拉曼位移與與分子的能級結(jié)構(gòu)
處于基態(tài)的分子與光子發(fā)生非彈性碰撞,獲得能量到激發(fā)態(tài)可得到斯托克斯線,反之,如果分子處于激發(fā)態(tài),與光子發(fā)生非彈性碰撞就會(huì)釋放能量而回到基態(tài),得到反斯托斯線。斯托克斯線或反斯托克斯線與入射光頻率之差稱為拉曼位移。拉曼位移的大小和分子的躍遷能級差一樣。因此,對應(yīng)于同一分子能級,斯托克斯線與反斯托克斯線的拉曼位移應(yīng)該相等,而且躍遷的幾率也應(yīng)相等。但在正常情況下,由于分子大多數(shù)是處于基態(tài),測量到的斯托克斯線強(qiáng)度比反斯托克斯線強(qiáng)得多,所以在一般拉曼光譜分析中,都采用斯托克斯線研究拉曼位移。拉曼位移的大小與入射光的頻率無關(guān),只與分子的能級結(jié)構(gòu)有關(guān),其范圍為25~4000cm-1,因此入射光的能量應(yīng)大于分子振動(dòng)躍遷所需能量,小于電子能級躍遷的能量。
紅外吸收光譜與拉曼散射
紅外吸收要服從一定的選擇定則,即分子振動(dòng)時(shí)只有伴隨分子偶極矩發(fā)生變化的振動(dòng)才能產(chǎn)生紅外吸收。同樣,在拉曼光譜中,分子振動(dòng)要產(chǎn)生位移也要服從一定的選擇定則,也就是說只有伴隨分子極化度a發(fā)生變化的分子振動(dòng)模式才能具有拉曼活性,產(chǎn)生拉曼散射。極化度是指分子改變其電子云分布的難易程度,因此只有分子極化度發(fā)生變化的振動(dòng)才能與入射光的電場E相互作用,產(chǎn)生誘導(dǎo)偶極矩u:u=aE。
拉曼散射的強(qiáng)度與誘導(dǎo)偶極矩
與紅外吸收光譜相似,拉曼散射譜線的強(qiáng)度與誘導(dǎo)偶極矩成正比。在多數(shù)的吸收光譜中,只具有兩個(gè)基本參數(shù)(頻率和強(qiáng)度),但在激光拉曼光譜中還有一個(gè)重要的參數(shù)即退偏振比(也可稱為去偏振度)。由于激光是線偏振光,而大多數(shù)的有機(jī)化合物是各向異性的,在不同方向上的分子被單射光電場極化程度是不同的。在紅外中只有單晶和取向的均聚物才能測量出偏振,而在激光拉曼光譜中,完全自由取向的分子所散射的光也可能是偏振的,因此一般在拉曼光譜中用退偏振比(或稱去偏振度)ρ表征分子對稱性振動(dòng)模式的高低。ρ=I⊥/I∥,式中I⊥和I∥——分別代表與激光電向量相垂直和相平行的譜線的強(qiáng)度。ρ<3/4的譜帶稱為偏振譜帶,表示分子有較高的對稱振動(dòng)模式;ρ=3/4的譜帶稱為退偏振譜帶,表示分子的對稱振動(dòng)模式較低。
相關(guān)試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h3>
1、了解拉曼散射的基本原理。2、掌握基本實(shí)驗(yàn)操作。3、測量GO-TiO2固態(tài)薄膜的拉曼光譜,分析其譜線特點(diǎn)。4、(選做)對比GO-TiO2薄膜經(jīng)過不同紫外光曝光時(shí)間后拉曼譜線的變化,分析其原因。
實(shí)驗(yàn)裝置
HR800型共聚焦顯微拉曼光譜儀,該儀器總體包括5個(gè)部分:激光源、外光路、色散系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信息處理控制與顯示系統(tǒng)。圖2示出的是HR800型拉曼光譜儀的結(jié)構(gòu)圖。該儀器可以對固體、粉末、液體樣品進(jìn)行非破壞性直接測試,可對樣品點(diǎn)、線、面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描。
其主要規(guī)格及技術(shù)指標(biāo):(1)激光器波長:785nm,633nm,488nm,325nm。(2)拉曼位移范圍:0-4000cm-1。(3)機(jī)動(dòng)X-Y顯微鏡臺,分辨率:0.1μm,重復(fù)性:1μm,范圍:75×100、100×100、215×100mm。(4)CCD探測器:風(fēng)冷(1024×256像素—26μm)。
實(shí)驗(yàn)步驟
開機(jī)
依次打開穩(wěn)定電壓、接線板電源(3個(gè))、機(jī)箱電源、XY控制平臺電源、電腦、Labspec6程序。設(shè)置CCD溫度為-70℃、開白光、激光。白光在不開camera時(shí)調(diào)成最暗。
上樣
固體樣品:(1)首先確保樣品表面不能有液體。如果需要測試濕的樣品,可以將鏡頭用保鮮膜包好,或者用石英片將樣品蓋好。(2)樣品放置要平穩(wěn),用camera檢查一下樣品是否抖動(dòng)。(3)檢查放置樣品的襯底大小是否合適,移動(dòng)操作桿看平臺移動(dòng)是否受阻。(4)如果是透明樣品,要確保襯底沒有強(qiáng)拉曼信號。
液體樣品:選擇與其他顯微鏡不相鄰的位置安裝液體鏡頭,樣品池為1cm石英比色皿,樣品量需1ml。
校正
校正零點(diǎn):(1)“Spectrometer”點(diǎn)左態(tài)射使光柵位置回到零點(diǎn)。(2)將平臺上方的stem上提順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)固定。(3)點(diǎn)擊工具欄中實(shí)時(shí)測量,得到零點(diǎn)鋒,按“Stop”停止采譜。(4)若零值較小,則將菜單欄中“Setup”,“Instrument Calibration”中“Zero”值改小(改最后兩位)。反之則改大。
校正硅峰:(1)“Spectrometer”在空白處輸入520.7cm-1(硅的一級峰標(biāo)準(zhǔn)位置)。(2)將硅片置于顯微鏡正下方,將stem稍稍提起逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)后放下。白光打開后,點(diǎn)擊“攝影”得到動(dòng)態(tài)camera圖像。轉(zhuǎn)動(dòng)操縱桿使得camera圖像最清晰,即達(dá)到最佳焦距。此時(shí)調(diào)暗白光打開激光,camera圖像呈現(xiàn)出最小光斑。(3)點(diǎn)擊工具欄中實(shí)時(shí)測量,得到硅峰。(4)若硅峰有偏差,按校零方法校正。
測樣
(1)鏡頭的選擇根據(jù)樣品來定,樣品若比較平整,信號又較弱可以選用50×或100×,若樣品信號較強(qiáng)可選用10×,若樣品既不平整信號又弱,可以采用50×長焦鏡頭。(2)上樣和聚焦方法同校正時(shí)一樣。(3)光譜范圍設(shè)置:在“Acquisition”中“Multi Window”設(shè)置。時(shí)間(%)為相對曝光時(shí)間,根據(jù)各個(gè)光譜段信號強(qiáng)度而設(shè)定。(4)其它參數(shù)設(shè)置:激光波長、激光功率、共焦孔、狹縫、文件命名、實(shí)時(shí)測量曝光時(shí)間、正式測量曝光時(shí)間和掃描次數(shù)均在控制面板中進(jìn)行設(shè)置。(5)點(diǎn)擊工具欄中開始按鈕,可進(jìn)行采譜。
數(shù)據(jù)處理
(1)數(shù)據(jù)管理工具:從左到右依次為剪切、打開、保存、打印和幫助。(2)數(shù)據(jù)顯示和信息:從左到右依次為使窗口尺寸適合于當(dāng)前圖譜、強(qiáng)度上適合當(dāng)前圖譜、標(biāo)出當(dāng)前窗口的中心位置、數(shù)據(jù)尺寸(顯示并可修改當(dāng)前圖譜在XY兩個(gè)方向上的極限位置)以及圖譜參數(shù)。(3)基本數(shù)據(jù)處理:從左到右依次為極限校正、數(shù)據(jù)校正、數(shù)據(jù)平滑、傅里葉轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)處理、峰的操作和外形描述。
分析原因
(選做)對比GO-TiO2薄膜經(jīng)過不同紫外光曝光時(shí)間后拉曼譜線的變化,分析圖中原因。
關(guān)機(jī)
關(guān)白光、激光,設(shè)置CCD溫度為室溫,等待實(shí)際溫度達(dá)到室溫、關(guān)閉Labspec6程序、電腦、X控制平臺電源、機(jī)箱電源一接線板電源(3個(gè))、穩(wěn)壓電源。
應(yīng)用
隨著技術(shù)研究的不斷深入,拉曼散射在表面化學(xué)、生物化學(xué)、納米材料和能源等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí),基于拉曼散射的新技術(shù)也層出不窮,如表面增強(qiáng)拉曼散射、共振增強(qiáng)拉曼散射、針尖增強(qiáng)拉曼散射等,這些技術(shù)在提高檢測靈敏度和分辨率方面發(fā)揮了重要作用。
在表面增強(qiáng)拉曼散射(surface enhanced Raman scattering,SERS)中,樣品被吸附在表面具有金屬納米結(jié)構(gòu)的固體基底或者金或銀等納米顆粒的膠體懸浮液中,通過選取相適的表面增強(qiáng)劑和基底材料,增強(qiáng)拉曼散射和熒光猝滅提高拉曼散射信號,其強(qiáng)度可比普通拉曼光譜增強(qiáng)1010~1015倍,能夠量化識別復(fù)雜生物混合物中國足球協(xié)會(huì)超級聯(lián)賽低濃度的分子,提供其整體化信息,靈敏度可達(dá)單分子水平,實(shí)現(xiàn)對微量和超微量樣品的無損快速分析。2003年至2024年,SERS技術(shù)在生命科學(xué)領(lǐng)域開展了廣泛的應(yīng)用研究,在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)領(lǐng)域也取得了一系列重大成就,可用于各種生物樣品的檢測,如細(xì)胞、組織、血液、尿液、唾液等,在腫瘤診斷、病原菌檢測、生物分子檢測等領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。
針尖增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)是一種基于拉曼散射的高分辨率、高靈敏度的光譜技術(shù)。TERS技術(shù)是將顯微掃描探針系統(tǒng)與拉曼散射效應(yīng)相結(jié)合,利用金屬針尖和襯底間所形成的高強(qiáng)度納米腔等離激元場,獲得高分辨光譜表征結(jié)果。相比傳統(tǒng)的拉曼光譜技術(shù),TERS可以實(shí)現(xiàn)納米尺度的空間分辨率,同時(shí)提高光譜信號強(qiáng)度,使得納米量級,甚至埃米量級的圖像及化學(xué)鍵表征成為可能。
作為一種具有高靈敏度及高分辨率特性的拉曼散射技術(shù),TERS技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)單分子特性研究,并實(shí)時(shí)給予研究者圖像及光譜反饋。在過去的二十年中,TERS技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展,在生物學(xué)、材料科學(xué)、納米科學(xué)等科研和教學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
類似理論
瑞利散射是一種光的散射,散射中心遠(yuǎn)小于波長。瑞利散射是一種很常見光學(xué)現(xiàn)象,是以英國物理學(xué)家瑞利伯爵命名的。它是光的線性散射,散射中心遠(yuǎn)小于光的波長。
受光照射時(shí),介質(zhì)對光除反射、吸收和透射之外,總有一部分向四周散射相對于入射光發(fā)生頻率或波數(shù)的改變。散射有同類別,第一類是散射光的頻率與入射光的基本相同,頻率變化小于3×105Hz,相應(yīng)的波數(shù)變化小于10-5cm-1,通常稱它為瑞利(Rayleigh)散射,第二類的頻率或波數(shù)變化比較大,頻率變化大于3×105Hz,波數(shù)變化大于10-5cm-1,這就是拉曼(Raman)散射。
參考資料 >
光學(xué)微理論:拉曼散射.河套學(xué)院.2025-03-22
技術(shù)科普 | 第三期—拉曼光譜測試簡介(一).微信公眾平臺.2025-03-22
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