全部評論(6條)
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- 89揭亓拘壹3181 2007-01-12 00:00:00
- 我也覺得是"book4”這樣。
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- asskaevr 2007-01-12 00:00:00
- http://www.stcsm.gov.cn/learning/lesson/xinxi/20011205/20011205-1.asp
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- 123王柯皓 2007-01-09 00:00:00
- 知道上的同類問題很多,請參看:http://zhidao.baidu.com/q?word=%C0%AD%C2%FC%D0%A7%D3%A6&ct=17&pn=0&tn=ikaslist&rn=10
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- 允潞岳榔 2007-01-12 00:00:00
- 激光拉曼效應的原理是:光射向一種物質,引起物質中原子的振動,從而使得一些光子獲得能量,而另一些光子失去能量,產(chǎn)生波長不同的再生光。 拉曼激光就是捕獲這些再生光,然后對它進行放大,產(chǎn)生有特種用途的光束。由于其晶體結構,在受到光的照射后,硅原子非常容易振動。與標準的玻璃相比,硅的拉曼效應要強10000 倍,這使得拉曼激光更容易被放大。 但是,當一個硅原子同時受到二個光子的碰撞后,受到撞擊的原子就會釋放出一個電子,就會在硅材料內(nèi)部形成一個電子云,吸收掉產(chǎn)生的拉曼激光。
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- FreedomByKira 2007-01-09 00:00:00
- 拉曼效應是指往某物質中射人頻率f的單色光時,在散射光中會出現(xiàn)頻率f之外的f±fR, f±2fR等頻率的散射光,對此現(xiàn)象稱喇曼效應。由于它是物質的分子運動與格子運動之間的能量交換所產(chǎn)生的。當物質吸收能量時,光的振動數(shù)變小,對此散射光稱斯托克斯(stokes)線。反之,從物質得到能量,而振動數(shù)變大的散射光,則稱反斯托克斯線。于是振動數(shù)的偏差FR,反映了能級,可顯示物質中固有的數(shù)值。 參考資料:http://www.stcsm.gov.cn/learning/lesson/xinxi/20011205/20011205-1.asp
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- 翟淑萍 2007-01-12 00:00:00
- 拉曼效應 · 1930年諾貝爾物理學獎——拉曼效應 1930年諾貝爾物理學獎授予印度加爾各答大學的拉曼(SirChandrasekhara Venkata Raman,1888——1970),以表彰他研究了光的散射和發(fā)現(xiàn)了以他的名字命名的定律。 在光的散射現(xiàn)象中有一特殊效應,和X射線散射的康普頓效應類似,光的頻率在散射后會發(fā)生變化。頻率的變化決定于散射物質的特性。這就是拉曼效應,是拉曼在研究光的散射過程中于1928年發(fā)現(xiàn)的。在拉曼和他的合作者宣布發(fā)現(xiàn)這一效應之后幾個月,蘇聯(lián)的蘭茲伯格(G.Landsberg)和曼德爾斯坦(L.Mandelstam)也獨立地發(fā)現(xiàn)了這一效應,他們稱之為聯(lián)合散射。拉曼光譜是入射光子和分子相碰撞時,分子的振動能量或轉動能量和光子能量疊加的結果,利用拉曼光譜可以把處于紅外區(qū)的分子能譜轉移到可見光區(qū)來觀測。因此拉曼光譜作為紅外光譜的補充,是研究分子結構的有力武器。 1921年夏天,航行在地中海的客輪“納昆達”號(S.S.Narkunda)上,有一位印度學者正在甲板上用簡便的光學儀器俯身對海面進行觀測。他對海水的深藍色著了迷,一心要追究海水顏色的來源。這位印度學者就是拉曼。他正在去英國的途中,是代表了印度的Z高學府——加爾各答大學,到牛津參加英聯(lián)邦的大學會議,還準備去英國學會發(fā)表演講。這時他才33歲。對拉曼來說,海水的藍色并沒有什么稀罕。他上學的馬德拉斯大學,面對本加爾(Bengal)海灣,每天都可以看到海灣里變幻的海水色彩。事實上,他早在16歲(1904年)時,就已熟悉物理學家瑞利用分子散射中散射光強與波長四次方成反比的定律(也叫瑞利定律)對蔚藍色天空所作的解釋。不知道是由于從小就養(yǎng)成的對自然奧秘刨根問底的個性,還是由于研究光散射問題時查閱文獻中的深入思考,他注意到瑞利的一段話值得商榷,瑞利說:“深海的藍色并不是海水的顏色,只不過是天空藍色被海水反射所致。”瑞利對海水藍色的論述一直是拉曼關心的問題。他決心進行實地考察。于是,拉曼在啟程去英國時,行裝里準備了一套實驗裝置:幾個尼科爾棱鏡、小望遠鏡、狹縫,甚至還有一片光柵。望遠鏡兩頭裝上尼科爾棱鏡當起偏器和檢偏器,隨時都可以進行實驗。他用尼科爾棱鏡觀察沿布儒斯特角從海面反射的光線,即可消去來自天空的藍光。這樣看到的光應該就是海水自身的顏色。結果證明,由此看到的是比天空還更深的藍色。他又用光柵分析海水的顏色,發(fā)現(xiàn)海水光譜的Z大值比天空光譜的Z大值更偏藍。可見,海水的顏色并非由天空顏色引起的,而是海水本身的一種性質。拉曼認為這一定是起因于水分子對光的散射。他在回程的輪船上寫了兩篇論文,討論這一現(xiàn)象,論文在中途??繒r先后寄往英國,發(fā)表在倫敦的兩家雜志上。 拉曼1888年11月7日出生于印度南部的特里奇諾波利。父親是一位大學數(shù)學、物理教授,自幼對他進行科學啟蒙教育,培養(yǎng)他對音樂和樂器的愛好。他天資出眾,16歲大學畢業(yè),以diyi名獲物理學金獎。19歲又以優(yōu)異成績獲碩士學位。1906年,他僅18歲,就在英國科學雜志《自然》發(fā)表了論文,是關于光的衍射效應的。由于生病,拉曼失去了去英國某個大學作博士論文的機會。獨立前的印度,如果沒有取得英國的博士學位,就沒有資格在科學文化界任職。但會計行業(yè)是唯yi的例外,不需先到英國受訓。于是拉曼就投考財政部以謀求職業(yè),結果獲得diyi名,被授予總會計助理的職務。拉曼在財政部工作很出色,擔負的責任也越來越重,但他并不想沉浸在官場之中。他念念不忘自己的科學目標,把業(yè)余時間全部用于繼續(xù)研究聲學和樂器理論。加爾各答有一所學術機構,叫印度科學教育協(xié)會,里面有實驗室,拉曼就在這里開展他的聲學和光學研究。經(jīng)過十年的努力,拉曼在沒有高級科研人員指導的條件下,靠自己的努力作出了一系列成果,也發(fā)表了許多論文。1917年加爾各答大學破例邀請他擔任物理學教授,使他從此能專心致力于科學研究。他在加爾各答大學任教十六年期間,仍在印度科學教育協(xié)會進行實驗,不斷有學生、教師和訪問學者到這里來向他學習、與他合作,逐漸形成了以他為核心的學術團體。許多人在他的榜樣和成就的激勵下,走上了科學研究的道路。其中有的物理學家沙哈(M.N.Saha)和玻色(S.N.Bose)。這時,加爾各答正在形成印度的科學研究ZX,加爾各答大學和拉曼小組在這里面成了眾望所歸的核心。1921年,由拉曼代表加爾各答大學去英國講學,說明了他們的成果已經(jīng)得到了國際上的認同。 拉曼返回印度后,立即在科學教育協(xié)會開展一系列的實驗和理論研究,探索各種透明媒質中光散射的規(guī)律。許多人參加了這些研究。這些人大多是學校的教師,他們在休假日來到科學教育協(xié)會,和拉曼一起或在拉曼的指導下進行光散射或其它實驗,對拉曼的研究發(fā)揮了積極作用。七年間他們共發(fā)表了大約五六十篇論文。他們先是考察各種媒質分子散射時所遵循的規(guī)律,選取不同的分子結構、不同的物態(tài)、不同的壓強和溫度,甚至在臨界點發(fā)生相變時進行散射實驗。1922年,拉曼寫了一本小冊子總結了這項研究,題名《光的分子衍射》,書中系統(tǒng)地說明了自己的看法。在Z后一章中,他提到用量子理論分析散射現(xiàn)象,認為進一步實驗有可能鑒別經(jīng)典電磁理論和光量子碰撞理論孰是孰非。 1923年4月,他的學生之一拉瑪納桑(K.R.Ramanathan)diyi次觀察到了光散射中顏色改變的現(xiàn)象。實驗是以太陽作光源,經(jīng)紫色濾光片后照射盛有純水或純酒精的燒瓶,然后從側面觀察,卻出乎意料地觀察到了很弱的綠色成份。拉瑪納桑不理解這一現(xiàn)象,把它看成是由于雜質造成的二次輻射,和熒光類似。因此,在論文中稱之為“弱熒光”。然而拉曼不相信這是雜質造成的現(xiàn)象。如果真是雜質的熒光,在仔細提純的樣品中,應該能消除這一效應。 在以后的兩年中,拉曼的另一名學生克利希南(K.S.Krishnan)觀測了經(jīng)過提純的65種液體的散射光,證明都有類似的“弱熒光”,而且他還發(fā)現(xiàn),顏色改變了的散射光是部分偏振的。眾所周知,熒光是一種自然光,不具偏振性。由此證明,這種波長變化的現(xiàn)象不是熒光效應。 拉曼和他的學生們想了許多辦法研究這一現(xiàn)象。他們試圖把散射光拍成照片,以便比較,可惜沒有成功。他們用互補的濾光片,用大望遠鏡的目鏡配短焦距透鏡將太陽聚焦,試驗樣品由液體擴展到固體,堅持進行各種試驗。 與此同時,拉曼也在追尋理論上的解釋。1924年拉曼到美國訪問,正值不久前A.H.康普頓發(fā)現(xiàn)X射線散射后波長變長的效應,而懷疑者正在挑起一場爭論。拉曼顯然從康普頓的發(fā)現(xiàn)得到了重要啟示,后來他把自己的發(fā)現(xiàn)看成是“康普頓效應的光學對應”。拉曼也經(jīng)歷了和康普頓類似的曲折,經(jīng)過六七年的探索,才在1928年初作出明確的結論。拉曼這時已經(jīng)認識到顏色有所改變、比較弱又帶偏振性的散射光是一種普遍存在的現(xiàn)象。他參照康普頓效應中的命名“變線”,把這種新輻射稱為:“變散射”(modified scattering)。拉曼又進一步改進了濾光的方法,在藍紫濾光片前再加一道鈾玻璃,使入射的太陽光只能通過更窄的波段,再用目測分光鏡觀察散射光,竟發(fā)現(xiàn)展現(xiàn)的光譜在變散射和不變的入射光之間,隔有一道暗區(qū)。 就在1928年2月28日下午,拉曼決定采用單色光作光源,做了一個非常漂亮的有判決意義的實驗。他從目測分光鏡看散射光,看到在藍光和綠光的區(qū)域里,有兩根以上的尖銳亮線。每一條入射譜線都有相應的變散射線。一般情況,變散射線的頻率比入射線低,偶而也觀察到比入射線頻率高的散射線,但強度更弱些。 不久,人們開始把這一種新發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象稱為拉曼效應。1930年,美國光譜學家武德(R.W.Wood)對頻率變低的變散射線取名為斯托克斯線;頻率變高的為反斯托克斯線。 拉曼發(fā)現(xiàn)反常散射的消息傳遍世界,引起了強烈反響,許多實驗室相繼重復,證實并發(fā)展了他的結果。1928年關于拉曼效應的論文就發(fā)表了57篇之多。科學界對他的發(fā)現(xiàn)給予很高的評價。拉曼是印度人民的驕傲,也為第三世界的科學家作出了榜樣,他大半生處于獨立前的印度,竟取得了如此突出的成就,實在令人欽佩。特別是拉曼是印度國內(nèi)培養(yǎng)的科學家,他一直立足于印度國內(nèi),發(fā)憤圖強,艱苦創(chuàng)業(yè),建立了有特色的科學研究ZX,走到了世界的前列。 1934年,拉曼和其他學者一起創(chuàng)建了印度科學院,并親任院長。1947年,又創(chuàng)建拉曼研究所。他在發(fā)展印度的科學事業(yè)上立下了豐功偉績。拉曼抓住分子散射這一課題是很有眼力的。在他持續(xù)多年的努力中,顯然貫穿著一個思想,這就是:針對理論的薄弱環(huán)節(jié),堅持不懈地進行基礎研究。拉曼很重視發(fā)掘人才,從印度科學教育協(xié)會到拉曼研究所,在他的周圍總是不斷涌現(xiàn)著一批批賦有才華的學生和合作者。就以光散射這一課題統(tǒng)計,在三十年中間,前后就有66名學者從他的實驗室發(fā)表了377篇論文。他對學生諄諄善誘,深受學生敬仰和愛戴。拉曼愛好音樂,也很愛鮮花異石。他研究金剛石的結構,耗去了他所得獎金的大部分。晚年致力于對花卉進行光譜分析。在他80壽辰時,出版了他的專集:《視覺生理學》。拉曼喜愛玫瑰勝于一切,他擁有一座玫瑰花園。拉曼1970年逝世,享年82歲,按照他生前的意愿火葬于他的花園里。
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表面增強拉曼
表面增強拉曼(Surface-Enhanced Raman Scattering,簡稱SERS),用通常的拉曼光譜法測定吸附在膠質金屬顆粒如銀、金或銅表面的樣品,或吸附在這些金屬片的粗糙表面上的樣品,其拉曼光譜的強度可提高103-10?倍。
SERS的發(fā)現(xiàn)
Fleischmann 等人于1974 年對光滑銀電極表面進行粗糙化處理后,首次獲得吸附在銀電極表面上單分子層吡啶分子的高質量的拉曼光譜。
一直到1977年,Van Duyne和Creighton兩個研究組各自獨立地發(fā)現(xiàn),吸附在粗糙銀電極表面的每個吡啶分子的拉曼信號要比溶液中單個吡啶分子的拉曼信號大約強10?,指出這是一種與粗糙表面相關的表面增qiang效應,被稱為SERS 效應。
“原景”重現(xiàn)
我們本次使用Metrohm DropSens品牌的電化學拉曼光譜儀SPELEC RAMAN動態(tài)模擬一下SERS實驗。SPELEC RAMAN是一款緊湊型儀器,包含了785 nm激光光源、光譜檢測器和雙恒電位儀/恒電流儀。整套設備如下圖所示:
完全集成式電化學拉曼光譜儀
電化學拉曼光譜儀配有專用的電解池,其材料采用黑色特氟龍(Teflon)制成,采用創(chuàng)新的磁吸設計,非常易于使用。拉曼探頭正好位于工作電極表面的頂部。
絲網(wǎng)印刷電極用拉曼電解池
本次實驗中我們使用的絲網(wǎng)印刷電極(SPE)由平整的陶瓷基底制成,在其上面印制傳統(tǒng)的三電極系統(tǒng)。工作電極為銀電極,其直徑為1.6毫米的圓形。
DRP-C013絲網(wǎng)印刷銀電極
我們通過上述儀器配置,利用循環(huán)伏安法動態(tài)表征[Ru(bpy)3]2+的SERS效應。
三(2,2'-聯(lián)吡啶)氯化釕(II)[Ru(bpy)3]2+分子式
實驗開始
在初始電勢下,工作電極上的金屬銀被氧化為銀離子,在存在氯離子的情況下,沉積為AgCl。在陰極掃描過程中,銀離子被還原為金屬銀,從而獲得可發(fā)生SERS效應的新鮮納米結構表面。
循環(huán)伏安法(CV)條件:
+0.3V 至 -0.4V,50 mV/s
樣品信息:
2.5μM [Ru(bpy)3]2+,電解液為0.1M KCl
在此循環(huán)過程中,起始電位點①開始時沒有拉曼信號。在陰極掃描過程中,銀工作電極表面產(chǎn)生SERS效應,拉曼光譜逐步得到增強②,在-0.3V左右的電勢下產(chǎn)生ZD增強③。在隨后的反向掃描中,由于銀電極表面再次被氧化,拉曼信號減?、堋U麄€過程不同電位的拉曼圖譜如下:
不同電位下的拉曼圖譜
利用SPELEC軟件,我們可以動態(tài)模擬SERS效應的產(chǎn)生過程。我們將1040cm-1拉曼位移處的拉曼強度與CV掃描的電位圖相結合,即可得到如下關系圖:
CV掃描狀態(tài)下1040 cm-1拉曼強度的變化
基于該方法,利用原位電化學表面增強拉曼技術,我們還可以在zui強光譜1040cm-1處進行定量分析,并獲得不錯的線性關系。
定量分析校準圖
至此,我們“還原“了表面增強拉曼效應的發(fā)現(xiàn)歷程。驗證了SPELEC RAMAN電化學拉曼光譜儀可以實時跟蹤原位動態(tài)SERS效應,從而獲得了高SERS信號的電極過程信息。使用電化學拉曼光譜儀可以簡單、精確地實現(xiàn)化合物的靈敏檢測。
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