拉曼效应起源于分子振动((和点阵振动))与转动，因此从拉 曼光谱中可以得到分子振动能级((点阵振动能级))与转动能级 结构的知识。
拉曼散射强度是十分微弱的，大约为瑞利散射的千分之一。 在激光器出现之前，为了得到一幅完善的光谱，往往很费时间。 激光器的出现使拉曼光谱学技术发生了很大的变革。
STOKES
（1）散射光频率为ωp时，散射光频率与入射光相同，是一 种弹性散射，称瑞利散射； （2）散射光频率为ωp－ωm时，为斯托克斯拉曼散射，非弹 性散射； （3）散射光频率为ωp＋ωm时，为反斯托克斯拉曼散射，非弹 性散射。
上式偶极矩表达式中的第二项可看做入射光在介质中的诱导 偶极矩，并受到了分子振动的调制，诱导偶极矩与分子的极化 率成正比。可见，这项既与入射光有关，又比例于极化率的振 荡部分，是入射光与振动模的乘积，相应的振动模被称为“拉 曼活性模”。
• 拉曼的另一名学生克利希南（K.S.Krishnan）观测了经过 提纯的65种液体的散射光，证明都有类似的“弱荧光”。
• 1928年2月28日下午，拉曼决定采用单色光作光源，做了 一个非常漂亮的有判决意义的实验。他从目测分光镜看散 射光，看到在蓝光和绿光的区域里，有两根以上的尖锐亮 线。每一条入射谱线都有相应的变散射线。一般情况，变 散射线的频率比入射线低，偶尔也观察到比入射线频率高 的散射线，但强度更弱些。
ANTI-STOKES
0 -
Rayleigh
0
0 +
拉曼频移（Raman shift）
0频之差。 取决于分子振动能级的改变，所以他是 特征的。
与入射光波长无关
适用于分子结构分析
拉曼峰的频移与激发波长无关（改变激发波长）
拉曼峰的频移与激发波长无关，即拉曼峰相对频移量不变。
第七章 激光拉曼光谱技术
一、拉曼光谱简介 二、拉曼光谱产生原理 三、拉曼光谱的实验研究及应用 四、常见的自发拉曼光谱技术 五、相干拉曼散射技术
一、拉曼散射简介
1928年 印度科学家拉曼(C. V. Raman)与克里希南(K. S. Krishnan)在液体与蒸汽中发现了拉曼散射现象。
当一束光入射到分子上时，除了产生与入射 光频率ω0相同的散射光以外，还有频率分量 为ω0±ωM的散射光，ωM是与分子振动或转动 相关的频率，拉曼散射非常弱。
• 拉曼就投考财政部以谋求职业，结果获得第一名，被授予 总会计助理的职务。把业余时间全部用于继续研究声学和 乐器理论。加尔各答有一所学术机构，叫印度科学教育协 会，里面有实验室，拉曼就在这里开展他的声学和光学研 究。经过十年的努力，拉曼在没有高级科研人员指导的条 件下，靠自己的努力作出了一系列成果，也发表了许多论 文。 1917年加尔各答大学破例邀请他担任物理学教授， 使他从此能专心致力于科学研究。
• 回印度后七年间他和和同事共发表了大约五六十篇论文。 他们先是考察各种媒质分子散射时所遵循的规律，选取不 同的分子结构、不同的物态、不同的压强和温度，甚至在 临界点发生相变时进行散射实验。1922年，拉曼写了一本 小册子总结了这项研究，题名《光的分子衍射》。 1923 年4月，他的学生之一拉玛纳桑（K.R.Ramanathan）第一 次观察到了光散射中颜色改变的现象。实验是以太阳作光 源，经紫色滤光片后照射盛有纯水或纯酒精的烧瓶，然后 从侧面观察，却出乎意料地观察到了很弱的绿色成份
二、拉曼散射理论 1、经典处理
E=E0sin(wpt)
+
-
+ Induced polarization
-
u = E (: polarizability)
r r0
Dipolere-radiates at same frequency wp
感应的极化强度P＝Nμ在频率为ωp、ωp－ωm、ωp＋ωm处 产生辐射；
• 1921年拉曼代表了印度的最高学府——加尔各答大学，到 牛津参加英联邦的大学会议，还准备去英国皇家学会发表 演讲。在轮船上他又用光栅分析海水的颜色，发现海水光 谱的最大值比天空光谱的最大值更偏蓝。可见，海水的颜 色并非由天空颜色引起的，而是海水本身的一种性质。拉 曼认为这一定是起因于水分子对光的散射。他在回程的轮 船上写了两篇论文，讨论这一现象，论文在中途停靠时先 后寄往英国，发表在伦敦的两家杂志上。
入射光与样品分子之间还存在着概率更小的非弹性碰撞（仅为总碰撞数的十
万分之一），光子与分子间发生能量交换，使光子的方向和频率均发生变化。 这种散射光频率与入射光频率不同，且方向改变的散射为Raman散射，对应 的谱线称为Raman散射线（Raman线）。
拉曼频率及强度、偏振等标志着散射物质的性质。从这些 资料可以导出物质结构及物质组成成分的知识。这就是拉曼光 谱具有广泛应用的原因。
l l0
Incident light l0
Absorbed
Transmitted
l0 l0
Reflected
Elastic
l l0
l0 Scattered
Inelastic
有0.1％的入射光子与样品分子发生弹性碰撞，这种散射光频率与入射光频 率相同，而方向发生改变的散射，称为Rayleigh（瑞利）散射。
拉曼获得了1930年度的诺贝尔奖 金
由分子振动、固体中的光学声子等元激发与激发光相互作 用产生的非弹性散射称为拉曼散射，一般把瑞利散射和拉曼 散射合起来所形成的光谱称为拉曼光谱。
• 拉曼1888年11月7日出生于印度南部的特里奇诺波利。父 亲是一位大学数学、物理教授。16岁大学毕业，以第一名 获物理学金奖。19岁又以优异成绩获硕士学位。1906年， 他仅18岁，就在英国著名科学杂志《自然》发表了论文， 是关于光的衍射效应的。
• 1934年，拉曼和其他学者一起创建了印度科学院，并亲任 院长。1947年，又创建拉曼研究所。他在发展印度的科学 事业上立下了丰功伟绩
• 拉曼爱好音乐，也很爱鲜花异石。他研究金刚石的结构， 耗去了他所得奖金的大部分。晚年致力于对花卉进行光谱 分析。在他80寿辰时，出版了他的专集：《视觉生理学》。 拉曼喜爱玫瑰胜于一切，他拥有一座玫瑰花园。