共振瑞利散射為何沒有廣泛應用?

時間 2021-06-09 11:56:59

1樓:a crysfer

1、瑞利散射、拉曼散射的差異和應用

瑞利散射和拉曼散射的差別是,瑞利散射光總是和入射光頻率相同,而拉曼散射光則表現為乙個光譜分布,這個光譜中的峰位和物質的微觀結構有關係。所以拉曼散射可以用來研究物質的結構,比如分子結構、晶格結構,也可以用來判斷混合物中有哪些物質。瑞利散射難以做到這一點。

在物質結構和成分分析方面,拉曼散射的應用已經非常廣泛。

共振瑞利散射是當入射光波長與分子吸收帶接近或一致時,散射光將極大增強。瑞利散射本來就比拉曼散射強很多,共振瑞利散射光更強。所以共振瑞利散射被用於微量物質檢測(痕量檢測),似乎在化學、生物、環境領域應用得較多。

不過現在利用表面增強拉曼效應也開始做痕量檢測,甚至單分子檢測。

2、使用共振瑞利散射是不是要處理樣本?

可能要也可能不要。有的應用是直接標定樣本濃度和散射光強的關係,有的是要加入其他物質,使共振瑞利散射突然出現或突然淬滅。

3、水對共振瑞利影響大不大?

因為不做這一塊,所以不太清楚。不過看一些文獻常常使用各種微量物質溶液做檢測,相信溶劑的影響是可以克服的。

2樓:

當頻率為v的的位於可見或紅外光區的強雷射照射試樣時,約有0.1%的入射光子與試樣分子發生彈性碰撞(沒有能量交換),此時,光子以相同頻率向四面八方散射。散射頻率與入射光相同,僅僅有方向的變化的散射成為Reyleigh散射。

同時尚存在更小概率(約總碰撞的十萬分之一)發生非彈性碰撞,使光子方向和頻率均發生了改變,這種散射成為Raman散射。與入射光頻率V相比,頻率降低的為Stokes線,公升高的為反Stokes線,Stokes線或反Stokes線與入射光的頻率差成為Raman位移。[1]

以上為沒有接觸兩者的乙個科普。

Reyleigh和Raman散射都需要雷射器,因為發生散射都需要入射光在可見光或者紅外光區,如Raman是常用氦-氖雷射器,其實相對Reyleigh而言,這個成本高不了太多,沒有廣泛應用主要是因為:發生Reyleigh散射比Raman散射高六個數量級,基本上每種物質都有Reyleigh,且在同乙個光源條件下,Reyleigh散射頻率相同,不具備唯一性,不能作為定性的標準,如果題主做過三維螢光就應該了解在y=x線上有一條非常強的光譜,那就是水的瑞麗散射線(溶劑是水哈)。但是不同的分子的Raman散射強度不一樣,有些非常非常弱,例如水的,最關鍵的是,分子不同,Raman位移也不一樣,這就有了定性基礎,其次,Raman強度正比於被激發光照射的分子數,這是定量的基礎。

綜上,Raman能夠定性定量,而Reyleigh比較難做到這些,所以其應用稍微狹窄點。

PS:最近好像在ChemLAB看到有用Reyleigh做定量的,全是數學公式麼看懂。

PS2:Raman現在成熟的還是定性,定量還在發展中

Reference

[1] 分析化學,[M],武漢大學

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