孙燕芬

（吕梁学院物理系 山西 吕梁 033001）

1 用 LRS-3 型激光拉曼光谱仪检测自来水

单个水（H2O）分子里包含两个氢原子和一个氧原子，其中O-H键的极性很强，且这种物质分子的偶极矩也特别大。由于水分子的内部构造的特殊性，使得分子间非常容易在动态平衡中形成氢键，最终产生了很多不同结构和大小的水分子。O-H键长度变化产生的对称伸缩振动（∪1）与反对称伸缩振动(∪2) 、键角变化产生的弯曲振动（∪3）是水分子的3种主要振动方式，所以理论上来说水分子就理应具有三条特征拉曼谱线。依据科学家们多年研究结果可知，水的光谱图中三种振动形式对应的波数分别是：强线大致是365cm-1，极弱线大致是1595cm-1，弱线大概是3756cm-1。

本实验使用的装置是LRS-3型激光拉曼光谱仪。仪器采用半导体激光器为激发光源，发出的入射光波长为532nm，输出功率为40mW；单色仪相对孔径D/F=1/5.5；光栅选用1200L/mm的光栅；采用单光子计数器为接收单元；狭缝宽度：0～2mm连续可调；光谱范围200～800nm，精度≤±0.4nm；杂散光≤10-3；谱线半宽≤0.2nm。用计算机对输入的信号进行自动采集和加工处理。测试样品为自来水和蒸馏水。将水样静置五天后，再用滴管装入玻璃样品管中进行测量。外界的环境光会对测试产生影响，所以实验在暗室中进行。

2 实验结果及其分析

自来水的主要成分是水，且相对其他物质分子来说，水分子是散射激发光很差的一种物质，因此理论上跟实际上的拉曼光谱图中特征峰出现的位置有所差异，对于三个基本特征峰在拉曼谱中出现的次序确是固定的。……