Получение спектров КР

Проходя через вещество, часть света рассеивается, т. е. изменяет направление. В процессе комбинационного рассеяния изменяется также частота света. При пропускании через вещество монохроматического излучения с длиной волны ≈400 нм (граница УФ и видимой области) происходит поглощение квантов ν₀, обладающих относительно большой энергией. Часть энергии этого кванта может быть израсходована на переход молекулы из основного колебательного состояния в возбужденное. В этом случае при испускании молекулой излучения (в процессе рассеяния) возникает квант с меньшей энергией и меньшей частотой ν _t, причем разность ν₀–ν_i=Δν (см^-1) не зависит от энергии возбуждающего колебания, т.е. частоты возбуждающей линии, а определяется только изменением колебательных уровней. Несмотря на то, что эффект проявляется в малой степени (всего около 10^-7 от общей интенсивности рассеянного света), колебания меньших частот могут быть зарегистрированы в направлении, перпендикулярном к пути возбуждающего луча.

Устройство спектрографа КР исключительно просто благодаря тому, что измерения переведены в удобную для фотографирования область и оптическим материалом может быть стекло. Источником света служит ртутная лампа (электрическая дуга в парах ртути при низком давлении). Спектр излучения такой лампы состоит из ряда отдельных интенсивных линий. С помощью светофильтра одна из линий («ртутная») может быть выделена и использована как возбуждающая. Соответствующее монохроматическое излучение пропускается через кювету с веществом. Рассеянный в перпендикулярном направлении световой поток попадает в монохроматор, где фокусируется и разлагается призмой (или двумя призмами) на отдельные линии ν_i. Регистрация спектра может быть осуществлена простым фотографированием. При этом около основной возбуждающей линии ν₀ образуется ряд узких линий, соответствующих ν_i. По расстояниям между ν₀ и ν_i определяются величины Δν. Интенсивность линий измеряется путем фотометрирования или оценивается визуально в десятибалльной шкале. При такой регистрации спектр КР представляет собой колонку цифр.

Если призму, разлагающую рассеянное излучение, сделать вращающейся, то возможна фотоэлектрическая запись спектра с помощью фотоэлемента, усилителя и самопишущего потенциометра. В этом случае вид спектра будет сходен с получаемым в ИК-спектроскопии (см. рисунок 5.2). Следует отметить, что получение спектра путем фоторегистрации много более трудоемко, чем запись потенциометром, в связи с необходимостью обработки пластинки с помощью микрофотометра.

В современных приборах возбуждение рассеянного света производится монохроматическим лазерным лучом. Исходный световой поток в этом случае характеризуется большой мощностью и узкой направленностью, что позволяет при получении спектра обходиться 1—10 мг вещества.

Пробу можно вводить как в виде чистой жидкости или раствора, так и в виде твердого порошка. Образец помещается в запаянный с одного конца капилляр.

Дата добавления: 2015-10-28