純水的拉曼譜

① 請問蒸餾水的拉曼峰是什麼意思

-- 拉曼光譜小常識
拉曼是一種光散射過程 Raman Effect = Light Scattering
激光能量 - 振動譜能量 = 拉曼散射光能量 (振動譜能量對應分子結構)
激光能量 - 拉曼散射光能量 = 振動譜能量 （所得拉曼譜即為分子的指紋）
拉曼光譜系統常用激光波長
拉曼光譜系統組成部分拉曼光譜的優點和特點
• Fingerprint for Qualitative identification 指紋性振動譜
•No sample preparation 不用樣品制備
• Fast and non destructive 快速，無損
• Highly selective technique 高選擇度北 為何使用微區拉曼 高空間解析度； 所須樣品量少
拉曼散射光譜應用
拉曼光譜是直接聯系於分子結構的振動譜，可對物質進行指紋性認證。物質結構的任何微小變化會非常敏感反映在拉曼光譜中，因而可用來研究物質的物理化學等各方面性質隨結構的變化。
廣泛的應用領域：
* 高分子聚合物 * 納米材料 * 電化學 * 半導體 * 薄膜 * 礦物學 * 生物 * 醫學葯品 * 碳化物 * 在線過程監測 * 質量控制
* 刑偵：
- 玻璃材料 - 氧化物 - 油漆和顏料 - 氫氧化物 - 高分子 - 硫化物 - 爆炸 - 碳酸鹽 - 纖維 - 硫酸鹽 - 化學殘留物 - 磷酸鹽 - 顆粒性包裹體 - 麻醉劑和可控制物質 等等……

http://www.oacc.com.cn/printpage.asp?BoardID=4&ID=137

http://www.instrument.com.cn/show/download/shtml/001309.shtml

② 拉曼光譜

一、拉曼光譜的基本原理

用單色光照射透明樣品時，光的絕大部分沿著入射光的方向透過，一部分被吸收，還有一部分被散射。用光譜儀測定散射光的光譜，發現有兩種不同的散射現象，一種叫瑞利散射，另一種叫拉曼散射。

1.瑞利散射

散射是光子與物質分子相互碰撞的結果。如果光子與樣品分子發生彈性碰撞，即光子與分子之間沒有能量交換，則光子的能量保持不變，散射光的頻率與入射光的頻率相等，只是光子的傳播方向發生改變，這種散射是彈性散射。

2.拉曼散射

圖13-6-5 在藍寶石中鋯石包裹體(上)的拉曼光譜

3.原位深度分析

拉曼光譜可以對物質體系進行一定深度范圍內的分析，它適用於寶石礦物內部的氣、液和固相包裹體的物相分析。如圖13-6-5(上)拉曼光譜特徵，顯示了藍寶石內部的包裹體是鋯石。這是其他測試方法無法替代的。

4.定向分析與偏振分析

拉曼光譜的入射電磁輻射經過偏振後，可以對物質體系進行偏振分析。如圖13-6-3碳化硅的偏振拉曼光譜。

③ 拉曼光譜的基本原理是什麼

當一束頻率為v0的單色光照射到樣品上後,分子可以使入射光發生散射.大部分光只是改變方向發生散射,而光的頻率仍與激發光的頻率相同,這種散射稱為瑞利散射；約占總散射光強度的 10-6～10-10的散射,不僅改變了光的傳播方向,而且散射光的頻率也改變了,不同於激發光的頻率,稱為拉曼散射.拉曼散射中頻率減少的稱為斯托克斯散射,頻率增加的散射稱為反斯托克斯散射,斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射強得多,拉曼光譜儀通常測定的大多是斯托克斯散射,也統稱為拉曼散射.

④ 拉曼光譜儀的優點有哪些

拉曼光譜優缺點

拉曼光譜優點：提供快速、簡單、可重復、且更重要的是無損傷的定性定量分析，高利通拉曼光譜儀它無需樣品准備，樣品可直接通過光纖探頭或者通過玻璃、石英、和光纖測量；水的拉曼散射很微弱，拉曼光譜是研究水溶液中的生物樣品和化學化合物的理想工具；拉曼一次可以同時覆蓋50-4000波數的區間，可對有機物及無機物進行分析，相反，若讓紅外光譜覆蓋相同的區間則必須改變光柵、光束分離器、濾波器和檢測器。

化學結構分析中，獨立的拉曼區間的強度可以和功能集團的數量相關；因為激光束的直徑在它的聚焦部位通常只有0.2-2毫米，常規拉曼光譜只需要少量的樣品就可以得到。

這是拉曼光譜相對常規紅外光譜一個很大的優勢。而且，高利通拉曼光譜儀拉曼顯微鏡物鏡可將激光束進一步聚焦至20微米甚至更小，可分析更小面積的樣品；共振拉曼效應可以用來有選擇性地增強大生物分子特個發色基團的振動，這些發色基團的拉曼光強能被選擇性地增強1000到10000倍。

⑤ 拉曼光譜原位觀測鹽水溶液和南海神狐沉積物中水合物形成後的甲烷飽和濃度

王菲菲¹，呂萬軍¹，業渝光²,³，劉昌嶺²,³，王夢涵¹

王菲菲（1987－），女，碩士研究生，主要從事天然氣水合物實驗模擬研究，E-mail:[email protected]。

呂萬軍（1972－），男，教授，主要從事天然氣水合物成藏機理與分布規律研究，E-mail:[email protected]。

1.中國地質大學資源學院，武漢430074

2.國土資源部海洋油氣資源和環境地質重點實驗室，山東青島266071

3.青島海洋地質研究所，山東青島266071

摘要：水合物形成於相對低溫高壓環境，在這種條件下對水合物形成後的流體中殘留的甲烷濃度進行直接的原位觀測非常困難。本文通過拉曼測試和顯微鏡下觀察，對人工毛細管中甲烷水合物在不同濃度的鹽類溶液及南海神狐鑽區SH2和SH5 2個鑽孔沉積物中的溶解和生長動力學進行了研究。測定了5% Na C1溶液中溫度為274.15～293.15 K，壓力為10.1～40.2 MPa,10%Na C1溶液中溫度為274.15～297.15 K，壓力為12.6～39.0 MPa，南海神狐SH2和SH52個鑽孔沉積物中溫度為277.15～293.15 K、壓力為10～30.0 MPa條件下甲烷溶解度的數據。觀測了水合物生長－溶解的過程，水合物粒度隨時間的變化。對純水體系和鹽水體系水合物的溶解和生長進行對比，發現隨著鹽度的增加，流體中甲烷的平衡濃度呈降低趨勢。總體上看SH5井沉積物中水合物溶解－生長平衡時甲烷的飽和濃度，比相同溫度下SH2井沉積物中水合物溶解－生長平衡時甲烷的飽和濃度要高一些。水合物在SH5井沉積物中形成不如SH2井沉積物中那樣容易，或許是目前沒有鑽遇水合物的原因之一。

關鍵詞：甲烷水合物；鹽水溶液；神狐沉積物；拉曼光譜；實驗研究

1 引言

天然氣水合物（gas hydrate），是一種由天然氣和水在一定條件下形成的類冰的，可燃的，非化學計量的籠形結晶化合物；其廣泛分布在地球的永凍帶和深海海底沉積物中，儲藏量巨大，燃燒時釋放的熱量高，且對環境污染小^[1-3]。在能源危機的時代背景下，作為21世紀的新能源，其勘探和開發受到了各國科學家和政府的重視，成為當前水合物研究的熱點。與水合物熱力學研究相比，水合物動力學研究起步較晚，過程較復雜，影響因素較多。目前研究重點主要集中在水合物生成和分解動力學機理的實驗研究、計算機分子動力學模擬和動力學促進劑或抑制劑等幾個方面。

海洋環境中天然氣水合物的形成除了需要合適的溫壓條件外，還必須有充分的甲烷供給，即流體中溶解甲烷的濃度必須飽和。南海水深大於800 m的海底幾乎都有適合於天然氣水合物的溫度和壓力，因而以穩定域來圈定水合物資源的勘查范圍顯得過大，需要在穩定域內進一步縮小范圍、確定水合物可能賦存的地段和層位^[4]。由於形成水合物需要另一個重要的條件——溶解甲烷的濃度必須飽和，水合物才能夠形成和存在，因此水合物實際賦存層位孔隙流體的溶解甲烷濃度應該等於對應的飽和濃度。當流體中甲烷含量超過這一飽和濃度時，甲烷便會發生水合、生長從而形成水合物；當流體中甲烷含量小於這一濃度時，水合物便會向水中溶解以增加溶解甲烷量。水合物存在時水中甲烷的飽和濃度是維持水合物存在所必需的甲烷含量^[5]。縱觀前人的甲烷溶解度溫壓測試范圍（表1），多為高溫高壓條件下集中於氣－液平衡區的數據，但是海底70％以上的天然氣水合物處於水合物－水平衡體系，水合物－水平衡體系二相平衡的溶解度數據還非常少。利用經驗公式或模型計算的鹽水體系中，甲烷溶解度數據也相差較大。近年來，由於水合物研究的需要，水合物－水平衡體系二相平衡的溶解度實驗逐漸成為研究的熱點^[23,24]。

利用計算拉曼光譜的譜峰面積比值來獲取流體中溶解甲烷濃度的方法已經非常成熟，這是因為在相同的測試條件下，流體中各組分拉曼光譜的譜峰面積比值與這些組分的摩爾分數有著很好的線性關系，用經過實驗校正的比例系數來獲得摩爾濃度的誤差在5％左右。因此，本文擬在高壓透明腔體中合成甲烷水合物，並利用拉曼光譜技術在低溫高壓條件下對甲烷水合物在不同濃度的鹽類溶液及南海神狐鑽區沉積物中的溶解和生長進行原位觀測，測定了5%Na Cl溶液中溫度為274.15～293.15 K，壓力為10.1～40.2 MPa,10%Na Cl溶液中274.15～297.15 K，壓力為12.6～39 MPa，南海神狐SH2和SH52個鑽孔沉積物中溫度為277.15～293.15 K、壓力為10～30 MPa條件下甲烷溶解度的數據。

表1 鹽類溶液中甲烷溶解度實驗情況

1 實驗設備和實驗方法

1.1 鹽水溶液－甲烷樣品的准備

本實驗在一種小巧的管狀的透明高壓腔內進行。高壓腔主體部分是一個透明的長10 cm左右（外0.36 mm×0.36 mm，內0.05 mm×0.05 mm）熔融毛細石英管。石英管一端用氫氧焰封死，另一端（開口端）通過高壓密封膠、閥門與進樣和加壓系統相連（圖1）。由於腔體小巧，壓力和溫度的控制非常容易。實驗中甲烷純度為99.99％，壓力由數顯壓力表讀數，溫度通過冷熱台的TMS94溫控儀控制和自動監測^[24-25]。

實驗時，採用如下步驟：1）用甲烷氣反復沖洗高壓腔體和管線（打開V14、V7、V2以外所有的閥門開關，通過反復開關V14、V7來引入甲烷氣和排空氣體來沖洗），然後關閉V14、V7、V8;2）在高壓腔體內裝入一定量的甲烷（甲烷量的增加可以用壓力泵加壓來獲得），關上V1，將高壓腔體甲烷暫時密封；3）裝水（先關閉V6、V4、V8，打開V2以釋放V8-V2之間的壓力；然後打開V8，推動注射器使二次去離子水充滿V8-V2之間的管線，待與V2相連的排氣管出水後關上V2、V3）；4）加壓，打開V4,V1，用壓力泵增壓，推動V4-V2的水柱來壓縮高壓腔中的甲烷氣，當高壓腔中的水氣比例合適後記下壓力（比如壓力為24 MPa,35 MPa等），關閉Vl;5) 2～3 d後體系基本上達到溶解平衡；用經過液氮降溫後的氮氣對管狀透明高壓腔進行冷卻，在－40℃左右水合物首先出現於氣液界面附近並快速生長，一段時間後氣相氣體完全轉變為水合物，逐漸長出晶體；6）將管狀透明高壓腔水平方向安放在X-Y-Z控制台上的恆溫空氣浴中，保持若干時間後進行拉曼觀測。

圖1 實驗裝置示意圖

圖中陰影部分為帶有2個控制開關的三通閥門，V1—V14為閥門開關

1.2 神狐沉積物－海水樣品的准備

在石英圓管中裝入一定數量的神狐沉積物，沉積物總長通常為1～2 mm，抽真空後再裝入一定量的南海海水，接上閥門後與高壓管線連接，而後再次抽真空後裝入甲烷氣使高壓下的氣體將液體壓入管內，使得管內形成了沉積物－海水－甲烷氣體的分布（圖2）。樣品為連接一段充滿甲烷氣體的管線和閥門的開放樣品，以保證在實驗過程中壓力保持穩定，從而測定各個壓力下沉積物－海水體系下的甲烷飽和度。

對流體中溶解態甲烷的檢測主要在水合物生長的前緣附近，測量時保持激光聚焦於水平放置的高壓腔的中心高度以獲得最佳效果，光譜採集范圍為2 700～4 000 cm^-1，每個採集40 s並累積3次。甲烷的峰面積用GRAMS32/AI軟體（Galactic Instries）積分。A(H₂O+CH₄）為2754～3850積分的總峰面積，A(CH₄）為2 890～2 930積分的峰面積，A(H₂O）是這兩者之差，代表水的峰面積，A(CH₄)/A(H₂O）為甲烷與水的峰面積比值，X(CH₄）為校正後的甲烷摩爾分數。

圖2 管式透明高壓腔中沉積物、氣泡管中分布示意圖

2 結果與討論

2.1 鹽類溶液中甲烷水合物生長－溶解平衡實驗

觀測中發現，隨著水合物的生長，溶液中的甲烷被逐漸消耗，甲烷峰的強度逐漸變小顯示出溶解甲烷的濃度逐漸降低，而降低的幅度隨著時間的延續而逐漸減小，2～3 h後基本上不再變化。此時體系中水合物和溶解態的甲烷基本上達到平衡，可以把相應的濃度作為水合物形成後甲烷在流體中的飽和濃度。利用這一方法，分別測試了2個鹽度（5％、10%）、溫度（1～20℃）壓力（10～40MPa）條件下的飽和濃度（圖3，圖4）。

圖3 5%NaCl溶液中水合物晶體出現後溶液中的拉曼光譜圖

圖4 實驗測定在鹽水體系中合成的細小水合物晶體

2.1.1 鹽水中溶解甲烷含量的標定

鹽水溶液中測定水合物溶解－生長平衡需要解決2個技術難題：一是鹽類離子對流體中甲烷與水的相互作用產生影響而影響了拉曼定量因子，二是水合物生長－溶解過程會導致鹽度的變化和不均一。

在CH₄-H₂O-Na Cl體系中，拉曼活性物質為CH₄和H₂O，作為自然界流體中最常見的單個陰離子Cl ，會與水絡合成穩定的絡合基團，在測定的溫度范圍內無拉曼顯示，Cl 離子會阻礙甲烷水合物氫鍵的形成，也就是說鹽類物質對水合物的生成起抑製作用。在CH₄-H₂O-Na Cl體系中CH₄和H₂O的濃度比與其相應的拉曼峰面積比值線性相關，即：

南海天然氣水合物富集規律與開采基礎研究專集

其中：A為拉曼峰面積；C為摩爾濃度；η，Φ，S分別為光譜截面散射系數、儀器影響系數以及鹽度影響系數；F為拉曼定量因子；也就是說拉曼定量因子即為峰面積比與摩爾濃度比之間的相關系數。

研究表明，鹽水溶液中，隨著鹽度的增加拉曼定量因子有所加大（圖5、圖6）。鹽度對拉曼定量因子近似成線性影響（圖7）。

圖5 實驗測定的不同鹽度下甲烷摩爾分數與峰高（H）比值的關系

圖6 實驗測定的不同鹽度下甲烷摩爾分數與峰面積（4）比值的關系

圖7 實驗測定的鹽度對拉曼定量因子近似成線性影響

圖中PAR為峰面積比，HR為峰高比

2.1.2 鹽水中水合物生長－溶解平衡濃度

實驗測定了5％和10%Na C1溶液中水合物溶解－生長的平衡時的峰面積比值。由於在1～100℃范圍內L-V平衡時和L-H平衡時峰面積比與甲烷摩爾分數之間的線性關系與溫度的變化無關，故可以利用氣－液平衡時的相關系數推導出水合物與Na Cl溶液共存時溶解甲烷的平衡濃度，結果如表2、表3、圖8和圖9所示。

表2 5%NaCl溶液中水合物溶解－生長的平衡濃度（m(CH₄)=3.0875HR）

表3 10%NaCl溶液中水合物溶解－生長的平衡濃度（m(CH₄)=3.501225HR）

續表

圖8 5%NaCl溶液中水合物溶解－生長的平衡濃度

圖9 10%NaCl溶液中水合物溶解－生長的平衡濃度

2.2 南海沉積物－海水中甲烷水合物生長－溶解平衡實驗

樣品裝好後即放在室溫下靜置12個小時左右，使溶解甲烷在沉積物及溶液中分布均勻。實驗時把樣品放入冷熱台中，在室溫下記錄溶解甲烷的拉曼光譜圖，而後降低溫度到溶液結冰，石英管中顯示弱的水合物信息。之後再緩慢升溫至水合物不至於分解但溶液中冰融化的溫度，再降溫至氣液界面處發生細微變化，水合物成核、水合物迅速生長，可以見到氣泡推動沉積物向前生長，臨近沉積物與管壁間開始出現水合物小顆粒。在顯微鏡下觀察，可以看到沉積物與游離氣間的水合物呈針狀生長，游離氣泡表面形成的水合物薄膜，以及管壁上發絲狀的水合物晶體（圖10）。

合成水合物後，開始測定水合物存在於沉積物孔隙流體中飽和甲烷濃度。先調節溫度，使溫度穩定在要觀測的目標溫度，每次在目標溫度穩定0.5 h左右，使甲烷濃度相對穩定後開始打溶解甲烷的拉曼光譜圖，獲得不同溫度壓力下的拉曼響應（圖11，圖12）。

圖10 南海沉積物－海水體系中合成的水合物

圖11 SH2井沉積物－海水體系25.6MPa下液相拉曼光譜隨溫度的變化

圖12 SH5井沉積物－海水體系29.7MPa下液相拉曼光譜隨溫度的變化

2.2.1 沉積物中溶解甲烷含量的標定

在甲烷－神狐沉積物－海水平衡狀態下，測得不同溫度壓力下的拉曼響應，計算了相應的峰面積比值（PAR），利用氣－液平衡狀態方程計算對應溫度壓力下甲烷的飽和濃度，從而建立水溶液中溶解甲烷摩爾分數[m(CH₄)]與拉曼峰面積比值的對應關系（圖13）。

圖13 實驗測定的海水體系與純水體系甲烷摩爾分數與峰面積比值的關系

2.3.2 沉積物－海水體系中水合物生長－溶解平衡濃度

用拉曼光譜技術在低溫高壓條件下對南海神狐鑽孔沉積物中水合物溶解－生長平衡時流體相甲烷濃度進行了原位觀測，獲得了4～18℃和15.3,25.6,29.7（±0.4%)MPa下「海水（Lw)－水合物（H）」二相體系飽和甲烷摩爾分數[m(CH₄)]實驗數據（表4）。

表4 用拉曼光譜原位觀測法獲得的不同溫度和壓力下沉積物－海水體系水溶液中溶解甲烷摩爾分數[m(CH₄)]與液相拉曼光譜峰面積比值（PAR）的對應關系實驗數據

續表

實驗觀測發現，無論SH2井的沉積物還是SH5井的沉積物，水合物溶解－生長平衡時甲烷的飽和濃度都與溫度成正相關關系，溫度升高時甲烷飽和濃度上升，溫度下降時甲烷飽和濃度降低（圖14）。究其原因，可能與兩孔沉積物礦物組成差異有關。SH5井的沉積物方解石含量比SH2井要高出很多，溶解度是否受其影響，有待於今後進一步工作檢驗。

圖14 南海神狐沉積物－海水體系中水合物溶解－生長的甲烷平衡摩爾分數

3 結論

通過觀察人工毛細管中甲烷水合物的形成和分解過程，可以得到以下結論：

1）從測定的鹽水溶液中水合物溶解－生長平衡濃度來看，鹽度有一定的影響，鹽度的增加，降低了流體中甲烷的平衡濃度。目前，形成天然氣水合物所需氣體的溶解度的數據不多，主要以理論值為主，而實驗數據甚少。Handa計算了甲烷水合物－水兩相體系平衡時鹽度和壓力對甲烷溶解度的影響，且實驗證實在此兩相體系中甲烷溶解度受溫度的影響比壓力更為顯著，在本次實驗過程中也得出了相同的結論。

2）總體上看SH5井沉積物中水合物溶解－生長平衡時甲烷的飽和濃度，比相同溫度下SH2井的沉積物中水合物溶解－生長平衡時甲烷的飽和濃度要高一些。似乎表明，SH5井沉積物中形成水合物需要比SH2井沉積物中有更高的甲烷含量，水合物在SH5井沉積物中形成不如SH2井沉積物中那樣容易，或許是目前沒有鑽遇水合物的原因之一。

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⑥ 拉曼的拉曼效應的發現

在光的散射現象中有一特殊效應，和X射線散射的康普頓效應類似，光的頻率在散射後會發生變化。頻率的變化決定於散射物質的特性。這就是拉曼效應，是拉曼在研究光的散射過程中於1928年發現的。在拉曼和他的合作者宣布發現這一效應之後幾個月，蘇聯的蘭茲伯格（G.Landsberg）和曼德爾斯坦（L.Mandelstam）也獨立地發現了這一效應，他們稱之為聯合散射。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於紅外區的分子能譜轉移到可見光區來觀測。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。
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現了以他的名字命名的定律。
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，是代表了印度的最高學府——加爾各答大學，到牛津參加英聯邦的大學會議，還准備去英國皇家學會發表演講。這時他才33歲。對拉曼來說，海水的藍色並沒有什麼稀罕。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，就已熟悉著名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。不知道是由於從小就養成的對自然奧秘刨根問底的個性，還是由於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：「深海的藍色並不是海水的顏色，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。於是，拉曼在啟程去英國時，行裝里准備了一套實驗裝置：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，發現海水光譜的最大值比天空光譜的最大值更偏藍。可見，海水的顏色並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於水分子對光的散射。他在回程的輪船上寫了兩篇論文，討論這一現象，論文在中途停靠時先後寄往英國，發表在倫敦的兩家雜志上。
拉曼返回印度後，立即在科學教育協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，對拉曼的研究發揮了積極作用。七年間他們共發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律，選取不同的分子結構、不同的物態、不同的壓強和溫度，甚至在臨界點發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》，書中系統地說明了自己的看法。在最後一章中，他提到用量子理論分析散射現象，認為進一步實驗有可能鑒別經典電磁理論和光量子1923年4月，他的學生之一拉瑪納桑（K.R.Ramanathan）第一次觀察到了光散射中顏色改變的現象。實驗是以太陽作光源，經紫色濾光片後照射盛有純水或純酒精的燒瓶，然後從側面觀察，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象，把它看成是由於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。
在以後的兩年中，拉曼的另一名學生克利希南（K.S.Krishnan）觀測了經過提純的65種液體的散射光，證明都有類似的「弱熒光」，而且他還發現，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.康普頓發現X射線散射後波長變長的效應，而懷疑者正在挑起一場爭論。拉曼顯然從康普頓的發現得到了重要啟示，後來他把自己的發現看成是「康普頓效應的光學對應」。拉曼也經歷了和康普頓類似的曲折，經過六七年的探索，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，竟發現展現的光譜在變散射和不變的入射光之間，隔有一道暗區。
就在1928年2月28日下午，拉曼決定採用單色光作光源，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，偶爾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現的現象稱為拉曼效應。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。
拉曼發現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，證實並發展了他的結果。1928年關於拉曼效應的論文就發表了57篇之多。科學界對他的發現給予很高的評價。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，他大半生處於獨立前的印度，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培養的科學家，他一直立足於印度國內，發憤圖強，艱苦創業，建立了有特色的科學研究中心，走到了世界的前列。

⑦ 可以用拉曼光譜測試水溶液樣品嗎

可以，紅外光譜只能檢測能極性振動或偏轉信號的物質分子，而拉曼光譜剛好彌補了紅外的這一缺點

⑧ 為什麼拉曼光譜能夠適合黑色和含水的樣品

黑芝麻洗出來是紅褐色，不是黑色。
黑芝麻（學名：Semen Sesami Nigrum）為胡麻科芝麻的黑色種子，含有大量的脂肪和蛋白質，還含有糖類、維生素A、維生素E、卵磷脂、鈣、鐵、鉻等營養成分。有健胃、保肝、促進紅細胞生長的作用，同時可以增加體內黑色素，有利於頭發生長。

天然黑芝麻的黑色籽粒顏色深淺不均勻，有的顆粒深一些、有的顆粒淺一些。而染色芝麻則格外黑，無顏色深淺的差異。擦去浮塵，好芝麻的表面應有光澤，不發烏發暗。而染出來的黑色深淺一致，表面沒有自然光澤。剝掉外皮，去皮後的黑芝麻果仁應該是淺色的，如果剝皮後發現，內側也有顏色，可以推斷是經過了染色。
方法二如果購買時條件不允許，可以提前准備張白紙，用黑芝麻在紙上劃一道，如果顏色很淺或者沒有，就說明是沒有染過色，如果顏色很深像鉛筆印一樣，十有八九有問題。
方法三泡水。正常的黑芝麻經冷水浸泡後不會馬上變色，要慢慢地才會有顏色顯現，而染出來的黑芝麻會很快掉色，而且水溶液是純黑色、不透明。花青素類等自然色素有一個特殊的性質：遇酸變紅，遇鹼變藍。

⑨ 拉曼光譜463波數處是什麼峰

橫坐標是拉曼位移，就是散射光相對於入射光的波數差，縱坐標是光子計數，就是散射光的強度。