对于振幅矢量为E0,角频率为?0的入射光，分子受到该入射光电场作用时，将
由（2）不难发现，A0E0cos?0t表明将产生与入射光频率?0相同的散射光，称
之为瑞利散射光。cos????0??k?t??k??表明，散射光中还存在频率与入射光不
同，大小为?0??k的光辐射，即拉曼散射光。且拉曼散射光一共可以有对称的
3N-6种频率，但产生与否取决于极化率张量各分量对简正坐标的偏微商是否全
频率为?0的单色光，可以看做是具有能量?0的光子，而光的散射是由于入射光
典解释的一个形象表述，图中EiEj表示分子的两个振动能级，虚线表示的不是
初态能级Ei低于末态能级Ej时产生斯托克斯拉曼散射，出射光子频率为?0??
ij；而初态能级Ej高于末态能级Ei时产生反斯托克斯拉曼散射，出射光子频
率为?0??ij。根据统计分布规律，较高能级上的分子数低于低能级上的分子数，
由理论分析可得，1号振动模式（振动频率相当于波数V=458/cm）的退偏度为
M1—平面反射镜 M2——凹面反射镜 P1 P2——偏振片 P3—半波片 L1——聚光
样品是液态CCL4分子，装在样品池中。光经透镜聚焦在样品池中心，成像透镜
（1） 调节光路，让足够多的散射光入射到单色仪中。 （2） 测量CCL4分子
动半波片P3改变偏振方向，这样做才能够实现对入射光和散射平面所成角度的控制。
中2、3、4种振动模式的退偏度相同这一点还是吻合的。但是还是注意到10号
的退偏度已经达到了0.9，相差有些大，应该是由于本身10号线的强度就较小，
作为激发光源照射液体样品的CCL4分子而得到的拉曼光谱，从谱线中观察到了
摘要：本实验研究了用半导体激光器泵浦的Nd3?：YVO4 晶体并倍频后得到的
532nm 激光作为激发光源照射液体样品的CCL4 分子而得到的拉曼光谱，确定了
（L.Mandelstamm）也在晶体石英样品中发现了类似现象。在散射光谱中，频率
与入射光频率?0 相同的成分称为瑞利散射，频率对称分布在?0 两侧的谱线 即为拉曼光谱，其中频率较小的成分?0??1 又称为斯托克斯线，频率较
大的成分?0??1 又称为反斯托克斯线。这种新的散射谱线与散射体中分子的震
本实验将用半导体激光器泵浦的Nd3?：YVO4 晶体并倍频后得到的532nm 激光作
由N 个原子组成的分子具有3N 个自由度。由于分子质心有3 个平移自由度，非
的振动分解为3N-6 种独立的振动，称为“简正振动”。可以用“简正坐标”描
图 1 四氯化碳分子结构 （1）四个CL 原子沿各自与C 的连线同时向内或向外
运动（呼吸式），振动频率相当于波数V=458/cm（为了叙述方便，记为振动模
（2）四个Cl 原子沿垂直于各自与C 原子连线的方向运动并且保持重心不变，
又分两种，在一种中，两个CL 在它们与C 形成的平面内运动；在另一种中，两
个CL 垂直于上述平面而运动，由于两种情形中力常数相同，振动频率是简并的，
（3）C 原子平行于正方体的一边运动，四个CL 原子同时平行于改变反向运动，
分子重心保持不变，频率相当于波数V=776/cm，为三重简并（记为振动模式
（4）两个CL 沿立方体一面的对角线作伸缩运动，另两个在对面做位相向反的
??生电偶极矩P，一级近似下????，。A 是一个二阶张量（两个箭头表示张量），
由（2）可以发现，表明将产生与入射光频率?0 相同的散射光，称之为瑞利散
射光。cos?散射光中还存在频率与入射光不同，大小为?0??k 的???0??k?t??
光辐射，即拉曼散射光。且拉曼散射光一共可以有对称的3N-6 种频率，但产生
频率为?0 的单色光，可以看做是具有能量??0 的光子，而光的散射是由于入射
经典解释的一个形象表述，图中EiEj 表示分子的两个振动能级，虚线表示的不
态发生了跃迁，导致拉曼散射光产生。当初态能级Ei 低于末态能级Ej 时产生
斯托克斯拉曼散射，出射光子频率为?0??ij；而初态能级Ej 高于末态能级Ei
时产生反斯托克斯拉曼散射，出射光子频率为?0??ij。根据统计分布规律，较
由理论分析可得，1 号振动模式（振动频率相当于波数V=458/cm）的退偏度为
样品是液态CCL4 分子，装在样品池中。光经透镜聚焦在样品池中心，成像透镜
实验中使用调节偏振片P1 对光源进行起偏，使入射光成为平面偏振光，通过转
动半波片P3 改变偏振方向，这样能轻松实现对入射光和散射平面所成角度的控制。
对于出射光，可以通过调节偏振片P2 控制出射光与散射平面所成的角度，这样
由图中可以看出一共有9 个峰值，强度最大的峰值对应的散射光即为瑞利散射。
利散射，剩下的8 个峰值正好对应理论分析中的8 种振动。同时还有一种震动
瑞利散射的频移，便可以判断出液态CCL4 分子的各种振动模式 表1 峰值强度
由图像可以看出545nm 左右有多出一个峰，存在较大错误，以下数据为排除这
本实验测量了用半导体激光器泵浦的Nd3?：YVO4 晶体并倍频后得到的532nm 激
光作为激发光源照射液体样品的CCL4 分子而得到的拉曼光谱又利用偏振片及半
对于振幅矢量为E0,角频率为?0 的入射光，分子受到该入射光电场作用时，将
由（2）可以发现，A0E0cos?0t 表明将产生与入射光频率?0 相同的散射光，称
之为瑞利散射光。cos????0??k?t??k??表明，散射光中还存在频率与入射光不
同，大小为?0??k 的光辐射，即拉曼散射光。且拉曼散射光一共可以有对称的
3N-6 种频率，但产生与否取决于极化率张量各分量对简正坐标的偏微商是否全
频率为?0 的单色光，可以看做是具有能量?0 的光子，而光的散射是由于入射光
典解释的一个形象表述，图中EiEj 表示分子的两个振动能级，虚线表示的不是
初态能级Ei 低于末态能级Ej 时产生斯托克斯拉曼散射，出射光子频率为?0??
ij；而初态能级Ej 高于末态能级Ei 时产生反斯托克斯拉曼散射，出射光子频
率为?0??ij。根据统计分布规律，较高能级上的分子数低于低能级上的分子数，
由理论分析可得，1 号振动模式（振动频率相当于波数V=458/cm）的退偏度为
M1—平面反射镜 M2——凹面反射镜 P1 P2——偏振片 P3—半波片 L1——聚光
样品是液态CCL4 分子，装在样品池中。光经透镜聚焦在样品池中心，成像透镜
（1） 调节光路，让足够多的散射光入射到单色仪中。 （2） 测量CCL4 分子
实验中使用调节偏振片P1 对光源进行起偏，使入射光成为平面偏振光，通过转
动半波片P3 改变偏振方向，这样可以实现对入射光和散射平面所成角度的控制。
对于出射光，可以通过调节偏振片P2 控制出射光与散射平面所成的角度，这样
由表中可以看出，2 号和8 号光辐射退偏度和理论值吻合得很好，而其它实验值
中2、3、4 种振动模式的退偏度相同这一点还是吻合的。但是还是注意到10 号
的退偏度已达到了0.9，相差有些大，应该是由于本身10 号线的强度就较小，
作为激发光源照射液体样品的CCL4 分子而得到的拉曼光谱，从谱线中观察到了