振动光谱-CCl4观测

CCl4振动拉曼光谱的观*物理学院学号本实验中，通过观测CCl4样品在He-Ne气体激光器532nm激光照射CCl4动拉曼光谱拉曼散射现象在实验上首先由科学家拉曼和前科学家曼杰斯塔姆1928主要限于线性拉曼光谱，在应用方面以化学结构分析居多。20世纪60年代初激*电子邮件地址： ；号𝜔2𝑃0𝑠𝑖𝑛𝜃𝑬=

𝑟𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑡−并由此可得，该电偶极矩辐射的能流密度S 𝑺= 𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑡−𝑘𝑟)𝒆4𝜋2𝑐3𝑟2𝑷=𝑨∙但由于实际分子中存在的自发振动，其与入射电磁波诱发的偶极振不妨A张量的ij元𝑎𝑖𝑗，将其对分子平衡位置坐标展开。容易得到

𝑎𝑖𝑗=(𝑎𝑖𝑗)0+∑(𝜕𝑄)𝑄𝑘+2∑(𝜕𝑄𝜕𝑄)𝑄𝑘𝑄𝑙+ 其中，k,l为第k,l振动模式的下标。简单起见，不妨将上试简化到一阶，并只k振动的情形，则上式可化简为𝑎𝑖𝑗=(𝑎𝑖𝑗)0+

)𝑨𝒌=𝑨𝟎+若假设Qk𝑄𝑘=𝑄𝑘0𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑘𝑡+𝐀𝐤=𝐀𝟎+𝐀𝐤Qk0cos(ωkt+𝑬=Pk=𝐴0∙𝐸0𝑐𝑜𝑠𝜔0𝑡+𝐴𝑘𝑄𝑘0∙E0[𝑐𝑜𝑠𝜔0𝑡𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑘𝑡+1=𝐴0∙𝐸0𝑐𝑜𝑠𝜔0𝑡+2𝑄𝑘0𝐴𝑘𝐸0[cos(𝜔0−𝜔𝑘)𝑡+1 𝑄𝑘0𝐴𝑘∙𝐸0[cos(𝜔𝑘+𝜔0)𝑡+𝜑𝑘]可见，由于分子的振动，以𝜔0入射的电磁波激发下，分子产生了振动圆频率分别为𝜔0，𝜔0+𝜔𝑘，𝜔0−𝜔𝑘的振荡电偶极子。相符合的。因此，需要对经典的拉曼散射理论进行相应修正，以期得到迁。为简单起见，不妨以下半经典半量子的光散射机制规定入射光方向和所观察的散射光方向组成的平面为基siIs⊥∥nnI,nI,I,I

I 对于取向无规的分子 ̅̅̅′̅̅

′=(𝑎𝑦𝑦)′

(𝑎(𝑎

+

′̅

=

= 15111̅̅̅

(45𝛼2−

𝛼=1 + +𝑎′

γ2=1 +𝑎′)2+ +𝑎′)2+(𝑎′+𝑎′

+6(𝑎′

+

+ ̅̅̅′̅̅

+

′𝜌𝑛(2)′

̅̅̅̅̅̅̅̅2̅=45𝛼2+++(𝑎′

𝜌⊥(2)

̅̅̅̅̅̅̅̅2̅=45𝛼2+(𝑎′(𝑎′

(𝑎′𝜌𝑠(2)=̅̅̅̅̅̅̅̅2̅=45𝛼2+(𝑎′光源部分使用的是532nm的He-Ne气体激光器，产生的为椭偏光。振部件消除不关心的偏振态，最终进入色散系统部分进量。外光按照实验仪器上说明的顺序依次打开各设备电源，启动应用，调节狭缝宽度10cm1，调节起偏器使得入射光为垂直方向直接出射光(此时出射光为自然光)，从510nm到560nm进行间隔0.1nm的扫描得到In2时的谱经过偏振片后的出射光(此时出射光为垂直方向)，扫描得到I2调节起偏器，使得入射光为平行方向，扫描得到I2时的谱实验结果及入射垂直，出射自波长波数/nm-峰值(去除本底---入射垂直，出射垂波长波数/nm-峰值(去除本底---入射平行，出射垂波长波数/nm-峰值(去除本底--裂为两个峰值（这是振动耦合造成的托克斯线与第三反斯托克斯线同时。

II I

谱线谱线名波长波数/nm-退偏度第三斯托克-0第二斯托克-第一斯托克-第一反斯托克第二反斯托克第三反斯托克0第四反斯托克I偏小，从而退偏度偏小CCl4CCl4分子的振动度为9(总度15，3个平动度，3个转动在实验中，观察到，当样品放置于样品台处，并以一线偏光入射照射于样品之上。在入射光的振动方向上，几乎看不到散射光；而在于入射光振动方向垂直的方向上，看到了一条明锐的光路。一对称张量。因此，认为四氯化碳分子感应出的电偶极方向和激发 𝑺= 𝑐𝑜𝑠(𝜔𝑡