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一、瑞利散射與拉曼散射

當一束激發光的光子與作為散射中心的分子發生相互作用時，大部分光子僅

是改變了方向，發生散射，而光的頻率仍與激發光源一致，這種散射稱為瑞利散

射。但也存在很微量的光子不僅改變了光的傳播方向，而且也改變了光波的頻率，這種散射稱為拉曼散射。其散射光的強度約占總散射光強度的~。拉曼

散射的產生原因是光子與分子之間發生了能量交換改變了光子的能量。

二、拉曼散射的產生

光子和樣品分子之間的作用可以從能級之間的躍遷來分析。樣品分子處于電子能級和振動能級的基態，入射光子的能量遠大于振動能級躍遷所需要的能量，但又不足以將分子激發到電子能級激發態。這樣樣品分子吸收光子后到達一種準激發狀態，又稱為虛能態。樣品分子在準激發態時是不穩定的，它將回到電子能級的基態。若分子回到電子能級基態中的振動能級基態，則光子的能量未發生改變，發生瑞利散射。如果樣品分子回到電子能級基態中的較高振動能級即某些振動激發態，則散射的光子能量小于入射光子的能量，其波長大于入射光。這時散射光譜的瑞利散射譜線較低頻率側將出現一根拉曼散射光的譜線，稱為STokes線。如果樣品分子在與入射光子作用前的瞬間不是處于電子能級基態的*低振動能級而是處由子能級基態中的某個振動能級激發態，則入射光光子作用使之立躍遷到準激發態后，該分子退激回到電子能級基態的振動能級基態，這樣散射光能量大于入射光子能量，其譜線位于瑞利譜線的高頻側，稱為 antiStokesStokes線和anti -Stokes- Stokes線和anti- StokesR線統稱為拉曼譜線。由于振動能級間距還是比較大的，因此，根據波爾茲曼定律在室溫下，分子絕大多數處于振動能級基態，所以 Stokes -Stokes線。拉曼光譜儀一般記錄的都只是 Stokes線。