光谱分析是一种非常有用的技术，通过将光照射在物质上或通过测量物质发出的光，光谱学天博体育app下载帮助我们确定该物质的组成。而且，我们不实际接触样品，也不会对样品造成任何损坏。因此，在各种科研、生命科学和工业应用中，它是非常实用的测量方法。它甚至使我们能够得知遥远星球的化学成分。
启发性的想法
基本上，大多数光谱学都需要用光照射物质，然后测量返回光的颜色和光的数量。请记住，光的光谱颜色（或波长）包含不同的能量。物质会强烈吸收与原子、分子或晶格的振动能量相对应的特因此，查看哪些颜色被吸收天博体育app下载让我们了解样品中的原子和分子，有时还天博体育app下载了解它们的排列方式。这种信息通常被称为指纹或化学指纹，因为消费品化学物质的这个信息是唯一的，就像每个人的指纹都是唯一的。
在我们周围的世界中，最有用的指纹分子都天博体育app下载在光谱的红外光 (IR) 部分找到。因此，红外光 (IR) 分析非常受化学家欢迎，许多实验室也都采用了这项技术。
虽然它的范围很广，但玻璃和水很好地传输红外光。因此您不能轻松地使用这种方法来观察浸入水中的任何物质（例如一个完全充满水的活细胞），也无法观察在水中发生的各种化学或工业过程（例如发酵）。而且，由于您无法使用这种方法染色玻璃，因此无法分析试管中的样品，您也无法使用染色玻璃（例如在加工半导体时可能使用的反应室的观察窗）。
我现在天博体育app下载清楚地看到
1928年，一位名叫Chandrasekhara Raman的科学家进行了用高净度的可见光照射透明样品的实验。当然，大部分光直接穿过，透明就是这样。光没有被吸收。
但他也发现，极少量的光转变为不同的颜色。事实证明，这是因为这些光被样品中的分子“非弹性化妆品”，而不是被吸收。最后发现的特别有用的一点是，发生变化的光的特定光谱模式揭示了有关样品的大量信息，其中包括红外光谱学足以获得的指纹信息。但是，拉曼光谱学使用的是可见光而不是红外光，因此我们天博体育app下载让光穿过玻璃窗、试管甚至光纤，也天博体育app下载对与水混合的任何物质进行采样。
就像红外光光谱是否相同，拉曼光谱光能告诉我们样品中含有哪些化学物质以及这些物质的含量。如果您想确定物质中的偶然或者确定存在特定分子，这会很有帮助。
进一步的，拉曼光谱学还能告诉我们很多只有这种技术才能获得的信息。它天博体育app下载揭示晶体结构的细节，甚至天博体育app下载区分原子相同、但晶型不同（多晶型）的分子。它天博体育app下载告诉我们蛋白质是如何折叠的，或者提供固体材料中机械对称的信息等等。
由弱变强
既然拉曼光谱早在1928年就被发现并且非常有用，那为什么你现在才听说呢？简单来说，使拉曼光谱学实用且经济高效的技术在过去25年左右才真正发展起来。具体来说，当时出现了三项关键技术进步，这些技术进步相结合，使检测和分析极其微弱的拉曼信号变得非常容易：
| 激光器 | 拉曼效应很微弱，需要大量单一波长（颜色）的光才能完全观察到。而这正是激光器提供所的。 |
| 体全息光栅 (VHG) 拦截波滤波器 | 要检测微弱的拉曼信号，需要将其与周围更亮且颜色几乎几乎相同的散射激光分开。这需要专业滤波器，天博体育app下载在有效的黑暗激光的同时仅允许拉曼射线光通过。 |
| CCD/CMOS检测器 | 过滤后的拉曼光被分散（分散不同的波长），然后通过极其灵敏的CCD或CMOS检测器（采用数码相机中使用的传感器类型）进行测量。这使得散热器颜色的光能同时被测量。 |
应用广泛
基于这些技术的拉曼仪器现已有多种形式，可服务于各类应用。内置有拉曼功能的呼吸系统天博体育app下载观察宝石、活体和细胞等物质。手持拉曼光谱仪可用于识别有害物质泄漏中的未知液体。拉曼系统可与流通池一起使用，以在线实时监测工业过程中的各种液体和气体。
图1：低频拉曼光谱不仅能清楚区分不同的活性药物成分（API），还天博体育app下载显示其不同的晶型（多晶型），这对于正确的说明关键。
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