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拉曼光谱实验

2015年05月05日 14:32  点击:[]

拉曼光谱是分子或凝聚态物质的散射光谱,入射光是强单色光,散射光除含有频率未变的光(这叫瑞利散射),还含有相当弱的有频率增减的光,其中带有散射体结构和状态的信息。拉曼散射效应是印度物理学家拉曼(C.V.Raman,1888-1970 ) 1928年发现的,帮他做出贡献的还有他的同事克里十南(K.S.Krishman) 同年苏联人兰斯贝尔格和曼德利士塔姆也发现了石英晶体的散射光谱,他们称为“联合散射”,实质就是晶体的拉曼散射。拉曼因此获得1930年的诺贝尔物理学奖金,是亚洲首次得此奖的人。

拉曼光谱分析方法是一种用得很多的分析测试手段。首先它是一种光谱方法,光谱方法的优越性无需细说。以前用可见和近紫外光谱分析原子,用红外光谱分析分子和固体,但至今红外光谱的综合性能仍远远逊于可见和紫外光谱,而拉曼散射是在可见区,且可通过选用光源而定频段,其灵敏度足可检出四氯化碳中万分之一的杂质苯,样品量只是10-6--10-3g量级。拉曼光谱尤其有利于分析有机物,高分子,生物制品,药物等,故成为化学,农业,医药,环保及商检等行业的重要分析技术。在凝聚态物理学中,拉曼光谱也是取得结构和状态信息的重要手段。

该实验仿真流程:

拉曼光谱实验

1)主窗口介绍

成功进入实验场景窗体,默认进入 “拉曼光谱实验”实验内容。

 

2)选择实验样品

双击拉曼光谱仪右侧部分,在窗体中选择要进行测量的样品。

3)打开激光器电源以及拉曼光谱仪电源

4)调节样品管

5)调节光谱仪光路;完成调节后,闭合光谱仪箱体

6)扫描拉曼光谱

A.所有光路调节完成以后,双击主场景中的显示器,打开显示器调节窗体。选择合适的扫描参数和扫描范围。

B.首先进行阈值分析,点击"阈值分析"按钮调出界面,进行阈值分析并自动选取阈值。

C.将自动选取的阈值填写到“工作状态”中的“阈值”输入框中,点击“扫描光谱”按钮进行光谱扫描,扫描时不可进行其他操作。  

D.判断扫描结果中有效的峰值信息

通过将鼠标放置在扫描光谱的相应位置时,鼠标“十”字所显示的峰值位置和大小,可以判断出该峰值是否是四氯化碳的特征峰信息。最后结果如图1所示。

7)进行“拉曼散射谱退偏度的研究”

在实验内容栏中点击“拉曼散射谱退偏度的研究”,进入“拉曼散射谱退偏度的研究”主场景,下图2

8)选择待测样品

在样品视图窗体中,默认选择的样品为四氯化碳,本实验内容中只进行四氯化碳退偏度的测量。

9)光路调节――物架台及样品试管调节

调整光路前,先打开激光器和光谱仪电源,然后打开样品管视图窗体以便观察。调节光谱仪的散光系统各个旋钮,使激光光束恰好处于样品管中心。当无论从样品管正面视图观察,还是从样品管侧面视图观察,激光束均处于样品管中心时,即完成样品管的调节。如图3

10)光路调节——聚光透镜调节与狭缝对准

双击狭缝位置,打开接受光孔调节窗体。分别调节聚光系统模块的各个旋钮以及接受系统各个旋钮,同时观察光斑与狭缝的中心的相对位置,选择合适的缝宽,使光线完全通过狭缝。

11)偏振片与1/2玻片

  研究拉曼光谱的退偏度性质,需要装置偏振片与1/2玻片。

A.拉曼光谱仪正面视图中圈定的位置下方为1/2玻片,上方为偏振片。用鼠标双击相应的位置,可以弹出对应的调节窗体。

B.双击打开1/2玻片窗体,选择“放置”按钮,1/2玻片被嵌入到光路中,此时点击“向左”或“向右”箭头,可以调节1/2玻片的旋转角度;选择“取下”按钮,可以将1/2玻片从光路中移除。 

C. 双击打开偏振片窗体,选择“放置”按钮,偏振片被嵌入到光路中,此时点击“向左”或“向右”箭头,可以调节偏振片的旋转角度;选择“取下”按钮,可以将偏振片从光路中移除。

12)扫描拉曼光谱

A.所有光路调节完成以后,首先闭合拉曼光谱仪箱体,然后双击主场景中的显示器,打开显示器调节窗体。选择合适的扫描参数和扫描范围。

B.首先进行阈值分析,点击"阈值分析"按钮调出界面,进行阈值分析并自动选取阈值。

C.将自动选取的阈值填写到“工作状态”中的“阈值”输入框中,点击“扫描光谱”按钮进行光谱扫描,扫描时不可进行其他操作。

D.判断扫描结果中有效的峰值信息

点击“寻峰/检峰”按钮,通过将鼠标放置在扫描光谱的相应位置时,鼠标“十”字所显示的峰值位置和大小,可以判断出该峰值是否是四氯化碳的特征峰信息。

13)记录数据

实验过程中,及时记录所测量的数据,并填写到数据表格中对应的位置,完成数据表格。

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