实验循环6安排.doc

iao本学期实验安排
本学期还有四个实验，两个在实验室做（1、拉曼光谱；2光电三级管特性测量；），两个在计算机机房（1、扭称法测量万有引力常数；2、弗兰克-赫兹实验；3、Γ能谱；4、电子自旋共振。四选二，报告要求：基本原理、实验现象、应用领域）。
专业实验这个学期就结束了，每个学生写一篇论文，题目自己确定。

可以是：1、实验总结：
总结从误差理论、普通物理实验、到专业物理实验；自己的收获；物理实验课程体系的结构应该如何？对实验课改进的想法、建议。……（满分70）
2、专题讨论：
针对一个具体的实验题目，谈自己的收获；例如《麦克尔逊实验》、《密里根油滴实验》等等，它的起因？基本原理？实验过程？实验结果？结论？给后人的启迪？应用？可否改进？……（满分80）
3、实验意义：
实验在过去科学发展中的地位、作用？有人说：实验是检验真理的唯一标准。那么实验前的一切准备不就都等同于胡说八道吗？那么实验仅仅是个标准或试金石吗？实验在今后科学发展中的发展方向？……（满分90）
4、哲学讨论：
苏格拉底、毕达哥拉斯、亚里士多德、柏拉图……他们都是在用思维讨论世界并做出了巨大贡献的。如果说他们都太久远了，那么麦克斯韦应该离我们很近很近，他不仅建立了统一的电磁场理论，在热学、分子动力学方面都很有成就。但他却是一个纸上谈兵的专家，他的绝大多数成就都是纸上推演得出的。与其这样还要实验干啥？实验究竟有多大意义？……（满分…）

应用物理实验室

2010年8月23日

拉曼光谱
拉曼光谱（Ramanspectra），是一种散射光谱。拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼（Raman）所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。

1928年C.V.拉曼实验发现，当光穿过透明介质被分子散射的光发生频率变化，这一现象称为拉曼散射，同年稍后在苏联和法国也被观察到。在透明介质的散射光谱中，频率与入射光频率υ0相同的成分称为瑞利散射；频率对称分布在υ0两侧的谱线或谱带υ0±υ1即为拉曼光谱，其中频率较小的成分υ0－υ1又称为斯托克斯线，频率较大的成分υ0＋υ1又称为反斯托克斯线。靠近瑞利散射线两侧的谱线称为小拉曼光谱；远离瑞利线的两侧出现的谱线称为大拉曼光谱。瑞利散射线的强度只有入射光强度的10-3，拉曼光谱强度大约只有瑞利线的10-3。小拉曼光谱与分子的转动能级有关，大拉曼光谱与分子振动-转动能级有关。拉曼光谱的理论解释是，入射光子与分子发生非弹性散射，分子吸收频率为υ0的光子，发射υ0－υ1的光子，同时分子从低能态跃迁到高能态（斯托克斯线）；分子吸收频率为υ0的光子，发射υ0＋υ1的光子，同时分子从高能态跃迁到低能态（反斯托克斯线)。分子能级的跃迁仅涉及转动能级，发射的是小拉曼光谱；涉及到振动-转动能级，发射的是大拉曼光谱。与分子HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/139957.htm"红外光谱不同，极性分子和非极性分子都能产生拉曼光谱。激光器的问世，提供了优质高强度单色光，有力推动了拉曼散射的研究及其应用。拉曼光谱的应用范围遍及化学、物理学、生物学和医学等各个领域，对于纯定性分析、高度定量分析和测定分子结构都有很大价值。
拉曼散射光谱具有以下明显的特征a.拉曼散射谱线的波数虽然随入射光的波数而不同，但对同一样品，同一拉曼谱线的位移与入射光的波长无关,只和样品的振动转动能级有关；b.在以波数为变量的拉曼光谱图上，斯托克斯线和反斯托克斯线对称地分布在瑞利散射线两侧,这是由于在上述两种情况下分别相应于得到或失去了一个振动量子的能量。c.一般情况下，斯托克斯线比反斯托克斯线的强度大。这是由于Boltzmann分布，处于振动基态上的粒子数远大于处于振动激发态上的粒子数。
拉曼光谱技术的优越性
提供快速、简单、可重复、且更重要的是无损伤的定性定量分析，它无需样品准备，样品可直接通过光纤探头或者通过玻璃、石英、和光纤测量。此外
1由于水的拉曼散射很微弱，拉曼光谱是研究水溶液中的生物样品和化学化合物的理想工具。
2拉曼一次可以同时覆盖50-4000波数的区间，可对有机物及无机物进行分析。相反，若让红外光谱覆盖相同的区间则必须改变光栅、光束分离器、滤波器和检测器
3拉曼光谱谱峰清晰尖锐，更适合定量研究、数据库搜索、以及运用差异分析进行定性研究。在化学结构分析中，独立的拉曼区间的强度可以和功能集团的数量相关。
4因为激光束的直径在它的聚焦部位通常只有0.2-2毫米，常规拉曼光谱只需要少量的样品就可以得到。这是拉曼光谱相对常规红外光谱一个很大的优势。而且，拉曼显微镜物镜可将激光束进一步聚焦至20微米甚至更小，可分析更小面积的样品.
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