Исследуемое вещество облучается световой волной с частотой, на которой данное вещество не поглощает, т.е. квант света недостаточно велик, чтобы перевести молекулу в возбужденное электронное состояние.
51
При взаимодействии электромагнитного излучения с веществом происходит поляризация молекулы, ее деформация в поле электромагнитной волны, когда электроны молекулы сдвигаются в одну сторону, а положительно заряженные ядра – в другую. Молекула приобретает энергию Е.
52
Из поляризованного состояния молекула возвращается не на первоначальный, а на какой-то другой энергетический уровень.
Спектр рассеянного света содержит, кроме спектральных линий, характеризующих падающий на среду свет, дополнительные линии, симметрично расположенные с низкочастотной и высокочастотной сторон около спектральных линий первичного света (стоксовская и антистоксовская компоненты рассеяния)
53
Обычно эти дополнительные комбинационные линии соответствуют изменениям во вращательном и колебательном движении атомов в молекуле или в кристаллической решетке.
54
В отличие от люминесценции, которая также представляет собой вторичное излучение с измененной частотой, при комбинационном рассеянии света рассеивающая система не переходит в возбужденное состояние на конечные (хотя бы и малые) интервалы времени.
55
Спектры комбинационного рассеяния являются одним из случаев молекулярных спектров, в которых проявляется строение и состав молекулы. Спектроскопия комбинационного рассеяния широко используется в химии и биохимии как аналитический метод.
56
Пример спектра КР
Релей
Стокс-Раман
Антистокс-Раман
57
Основные блоки установки для снятия спектров КР
Трудности в получении спектров КР интересующего вещества связаны с малой интенсивностью линий комбинационного рассеяния (10-5 - 10-6 от интенсивности возбуждающей линии).
1.Источник возбуждения (лазер или ртутная лампа)
2.Осветитель
3.Кювета с исследуемым веществом
4.Спектральный прибор (монохроматор)
5.Фотоприемник
6.Система регистрации
58
Схема установки со спектрометром ИСП-15 |
||
Ртутная лампа |
|
Водяной фильтр, отсекающий ИК излучение |
Кювета с исследуемым веществом |
|
|
Источник |
|
Спектрометр |
питания |
|
ИСП-51 |
ФЭУ |
АЦП |
ФЭУ |
59
Современный КР-спектрометр (RMP-300)
60