物理仿真实验拉曼光谱
一、实验目的：
1拍摄拉曼光谱并观察；2学会推测出分子拉曼光谱的基本概貌，如谱线数目、大致位置、偏振性质和它们的相对强度；3从实验上确切知道谱线的数目和每条线的波数、强度及其应对应的振动方式。4以上两个方面工作的结合和对比，利用拉曼光谱获得有关分子的结构和对称性的信息。
二、实验原理
（1）拉曼效应和拉曼光谱当光照射到物质上时会发生非弹性散射，散射光中除有与激发光波长相同的弹性成分（瑞利散射）外，还有比激发光波长长的和短的成分，后一现象统称为拉曼效应。由分子振动、固体中的光学声子等元激发与激发光相互作用产生的非弹性散射称为拉曼散射，一般把瑞利散射和拉曼散射合起来所形成的光谱称为拉曼光谱。（2）拉曼光谱基本原理设散射物分子原来处于基电子态，振动能级如下图所示。
当受到入射光照射时，激发光与此分子的作用引起的极化可以看作为虚的吸收，表述为电子跃迁到虚态，虚能级上的电子立即跃迁到下能级而发光，即为散射光。设仍回到初始的电子态，则有如图所示的三种情况。因而散射光中既有与入射光频率相同的谱线，也有与入射光频率不同的谱线，前者称为瑞利线，后者称为拉曼线。在拉曼线中，又把频率小于入射光频率的谱线称为斯托克斯线，而把频率大于入射光频率的谱线称为反斯托克斯线。瑞利线与拉曼线的波数差称为拉曼位移，因此拉曼位移是分子振动能级的直接量度。下图给出的是一个拉曼光谱的示意图。
f（3）拉曼效应的经典电磁解释：如分子，在激发光的交变场作用下发生感生极化，也就是正负电中心从相合变为相离，成为电偶极子。这感生电偶极子是随激发场而交变的，因此它也就是成了辐射体。简单的与激光同步的发射，就成为瑞利散射。然而分子本身有振动和转动，各有其特种频率。这些频率比激发光的频率低一两个数量级或更多些，于是激发光的每一周期所遇的分子振动和转动相位不同，相应的极化率也不同。（4）当光入射到样品上时的三种情况：1光子同样品分子发生了弹性碰撞，没有能量交换，只是改变了光子的运动方向，此时散射光频率入射光频率hvkhv1；
2如频率为v1的入射光子被样品吸收，样品分子被激发到能量为hvL的振动能级L1上，同时发生频率为vsv1vL的斯托克斯散射；
3如果分子处于振动能级为L1的激发态，入射光子吸收了这一振动能级的的能量就会发生频率为vasv1vL的反斯托克斯散射。
f（5）拉曼光谱在外观上有三个明显的特征：
1对同一样品，同r