多出的谱线,与入射线保持固定频差
1928 年,Raman 和合作者用汞灯的一条选定谱线照射材料,观察散射光。入射线旁边还出现了位移谱线。换用另一条汞线,这组附加谱线跟着移动,与入射线的频差却不变,这些频差是样品特有的。这项工作后来获得 1930 年的奖。
换光源谱线是关键的一步。单看一条颜色意外的谱线,它可能来自污染、光源漏光或发光。位移如果属于样品,换一个入射频率还能重现,其他解释的余地就小了。
光子可以留下能量,也可以带走能量
Stokes 散射中,出射光子能量变低,少掉的能量留给分子,成为激发能。anti-Stokes 散射中,分子原本处在激发态,把能量交给光子,出射光子能量更高。频差乘以 Planck 常数,就是交换的能量。
这些公式只给谱线位置,不给强度。一个振动在 Raman 谱里有多强,取决于它怎样改变分子的极化率,所以能吸收红外的振动,在 Raman 谱里未必一样强。式中频率按每秒周期数计,不是角频率;公式假定跃迁指认正确,并在这个解释层面忽略反冲。
来源:[1]
先标定频移,再认分子
现代自发 Raman 谱仪要挡住强得多的弹性散射光,还要标定谱轴。探测器响应、激光加热、荧光背景和谱带重叠,都会影响对谱的解读。把波长差换算成频移或波数位移,还必须知道入射波长。
改变激发频率,也能帮助区分 Raman 线和荧光。荧光由发光态怎样弛豫决定,往往不会和激发光保持固定频差。不过共振和复杂样品会干扰这项判断,所以它只在合适条件下管用,并非万无一失。
三种测振动的技术,测的是三种过程
自发 Raman 散射记录很弱的移频光谱;Raman 激光器靠受激增益和反馈工作;振动 EELS 测电子损失的能量。三者都能触及振动能量,选择规则、背景和装置却各不相同。
所链的两个 Lab 讲的是后两种过程,可以用来对比,但都不采集自发 Raman 光谱。本站还缺一个能采集自发 Raman 光谱的 Lab。
来源:[1]
在原始资料里找第二条激发线
把讲稿和颁奖说明对照着读,留意两点:光是怎样滤的;换了入射谱线以后,附加光谱怎样跟着移动。再问每个相关模型测的是什么:出射光的频率,还是电子损失的能量。测的量不同,能得出的结论也不同。
来源:[1]