萬物生長都離不開水,因此,近幾年越來越多的科研人員專注于水的研究,而拉曼光譜是從分子層面上研究水與水、水與其他物質(zhì)之間的相互作用以及水分子團簇的微觀結(jié)構(gòu)的一種很重要的方法。自激光出現(xiàn)以來,拉曼散射有了更廣闊的發(fā)展空間,為物質(zhì)的探索提供了新的途徑。本文深入探究了激光誘導(dǎo)等離子體沖擊波對水分子結(jié)構(gòu)改變以及水中強、弱氫鍵對水拉曼散射的影響。(1)強度為185mJ,波長為355 nm,脈寬為6 ns的Nd:YAG脈沖激光入射水表面,在空氣和水交界處產(chǎn)生了激光誘導(dǎo)擊穿現(xiàn)象,并且在拉曼光譜的3000cm-1處發(fā)現(xiàn)了一個新的OH伸縮振動峰,分析可知,是由于激光誘導(dǎo)沖擊波氣泡上水的雙分子層中強弱氫鍵所致。同時,在-15℃的溫度下,利用強度為50 mJ,波長為355nm,脈寬為12nm的Nd:YAG脈沖激光作用于冰Ih,得到了雙峰結(jié)構(gòu),同樣可以用強弱氫鍵的機制來解釋。由于氫鍵強度不同,導(dǎo)致OH鍵鍵長的變化,才出現(xiàn)了拉曼位移的差異。我們認為,在冰的其它相中可能也存在強弱氫鍵的作用。(2)實驗利用532 nm的Nd:YAG脈沖激光作用于水內(nèi)部,同時獲得了水的前向和背向受激拉曼散射光譜.結(jié)果表明,水的背向受激拉曼散射在3453cm-1處出現(xiàn)了一個新峰,經(jīng)分析表明,此峰與冰VII的自發(fā)拉曼散射光譜結(jié)果一致.通過理論分析和實驗對比,我們將水的背向拉曼峰歸結(jié)為冰VII振動所產(chǎn)生的:由于激光誘導(dǎo)水擊穿產(chǎn)生了等離子體沖擊波,對背向水施加二次壓縮作用形成了冰VII相;同時出現(xiàn)的雙峰結(jié)構(gòu)歸因于水(冰)中強弱氫鍵作用的影響。



本文編號：2201202