关于拉曼散射的问题：如何理解激发光能量散射光能量？

Question

如题所述

Answer 1

2拉曼光谱的基本原理

当用单色光照射透明样品是，大部分光透过而小部分会被样品在各个方向上散射。这些光的散射又分为瑞利散射和拉曼散射两种。

2.1瑞利散射和拉曼散射

若光子和样品分子发生弹性碰撞，即光子和分子之间没有能量交换，即光子的能量保持不变，散射光能量和入射光能量相同，但方向可以改变。这种光的弹性碰撞，叫做瑞利散射。 当光子和样品分子发生非弹性碰撞时，散射光能量和入射光能量大小不同，光的频率和方向都有所改变，这种光的散射成为拉曼散射。其散射光的强度约占总散射光强度的10-6∼10-10。拉曼散射的产生原因是光子与分子之间发生了能量交换，改变了光子的能量。

2.2拉曼散射的产生

拉曼散射的产生可以从光子和样品分子作用时光子发生能级跃迁来解释。样品分子处于电子能级和振动能级的基态，入射光子的能量远大于振动能级跃迁所需要的能量，但又不足以将分子激发到电子能级激发态。样品分子在吸收了光子后，被激发到较高的不稳定的能态（虚态）。当样品分子激发到虚态后又回到低能级的振动激发态，此时激发光能量大于散射光能量，散射光频率小于入射光。这时在瑞利散射线较低频率侧就会出现一根拉曼散射线，这条线称为Stokes线。若光子与处于振动激发态（V1）的分子相互作用，是分子激发到更高的不稳定能态后又回到振动激态（V0），散射光的能量大于激发光，在瑞利散射线高频率侧会出现一拉曼散射线，这条线称为Anti-stokes线。

常温下分子大多处于振动基态，所以Stokes线强于Anti-stokes线，在一般拉曼光谱图中只有Stokes线。

Answer 2

光子能量E=hw，h是常数，w是角频率=2pi*c/l，c是光速，l是光子对应波长。
激发光波长要小于斯托克斯散光波长，所以激发光子能量大于拉曼散射光子能量。
需要指出，除了斯托克斯线，还有反斯托克斯线。