introductory raman spectroscopy - lanowenstuff.lanowen.com/physics/labs/phys...
TRANSCRIPT
Introductory Raman spectroscopy
Author(s) Ferraro, John R. ; Nakamoto, Kazuo ; Brown, Chris W. ; ebrary, Inc
Imprint Amsterdam ; Boston : Academic Press, c2003
Extent xiii, 434 p.
Topic QC
Subject(s) Raman spectroscopy
Language English
ISBN 0122541057
Permalink http://books.scholarsportal.info/viewdoc.html?id=406107
Pages 1 to 45
��������������� ����� ��
���� �������
���� �� �������������� ����� ������
�������� ��������
����� �������������� ���������
��������� ���������
��� !� "��#���������� �� ����� �����
������� ����� �����
��������� ������ ������ ��� ��� ������ �����
�� ��� � �� !���"��"� �� �#��� $���$ ���$�
���� !����� % ����� �#�"��� �� ��� #�&$���#'� �� ��������� ��� �'��� �� �'� "�(��)
��������� �� � #'����"�*��"�& #���*"� �'�� '�� ��� #�&$���#'�" ����� ��� ��"' ���� '�� �
������"��(� ����� �#�"��*� �� �'��� �� !� *�� +),- �� '�#��� + .���' #��������� �� ���) +/0)
�'� #����"*&�� #�&$���#'�" �� "�$���&&��� ���� �� � "��#�*�� "�� 1� (��$ ��#������ ���"� �'�
1��2 �(��&�1�&��$ ��� #����� #�������� ����� ��#��� *#�� �'� ����) ����� �#�"��� "�� 1� *��� ��
����&$ �������$ �'� #�&$���#'�" ����)
�'�� 1��� �� #������ �� �"��2���� #�#��)
�#$�� '� ,3345 677+ �&��(��� "���"� .� �0
�&& �� '�� �����(��)
�� #��� �� �'�� #*1&�"����� ��$ 1� ��#���*"�� �� ����������� �� ��$ ���� �� 1$ ��$ �����5
�&�"�����" �� ��"'���"�&5 ��"&*��� #'���"�#$5 ��"����� 5 �� ��$ ����������� ����� � ���
������(�& �$����5 ���'�*� #��������� �� ������ ���� �'� #*1&��'��)
��8*���� ��� #��������� �� ���� "�#��� �� ��$ #��� �� �'� ���� �'�*&� 1� ���&�� ��%
����������� ��#�������5 9��"�*��5 ��")5 :,// �� 9��1�� ���(�5 ��&����5 !&����� 4,;;/<:///)
�"�����" �����
�� �!"��� �� #������� $������
-,- � �����5 *��� 67335 �� ��� �5 �&������� 7,636<++7-5 � �
'��#%==���)�"�����"#����)"��
�"�����" �����
;+ �'��1�&�>� ����5 ������ ?6@ ;��5 �A
'��#%==���)�"�����"#����)"��
��1���$ �� �� ���� �����& �*�1��% ,33,6333/6
������������& ������� ���� �*�1��% 3<6,<,-+63-</
������� �� �9� ������ ���� �! ������
3, 34 3+ 3- 3: �� 7 ; / : - + 4 , 6
)�����
�����"� �� �'� �"��� ������� $
�"����&�� ����� $�
�����"� �� �'� !���� ������� $��
�"����&�� ����� $���
'�#��� 6) ����" �'���$ %
6)6) 9������"�& ��"� ��*�� �� ����� #�"����"�#$ %
6),) ���� $ ����� ��� ��&�"*&�� #�"��� &
6)4) B�1������ �� � �������" ��&�"*&� '
6)+) ��� �� �� ����� #�"��� %(
6)-) !�"���� ���������� B�1�������& !��8*��"��� %)
6):) B�1������� �� ��&$�����" ��&�"*&�� %*
6)/) �&�"���� �*&�� ��� �������� ��� ����� #�"��� &&
6);) ����� (���*� �������� #�"����"�#$ &+
6)7) ��#�&���C����� ������ &'
6)63) �'� ��"�#� �� $�����$ (,
6)66) ����� $�����$ �&������ (%
6)6,) �'� '���"��� ��1&� -(
6)64) &����D"����� �� �����& B�1������� 1$ $�����$ -)
6)6+) $�����$ �&�"���� �*&�� .&
6)6-) �������"� ����� #�"��� .-
6)6:) #�"� E��*# $�����$ +%
/��
6)6/) �����& B�1������� �� � �$���& +'
6)6;) �&�"���� �*&�� ��� �&��� .!�"��� E��*#0 ',
6)67) ��&���C�� ����� #�"��� �� �� &� �$���&� ')
6),3) �����& ��������� ���&$��� '*
6),6) ���� ���� ������ ��� �����#� '���� )+
�������"�� )*
E�����& �������"�� *%
'�#��� ,) �����*��������� ��� ��#��������& ��"'��8*�� *.
,)6) ��F�� ��#������ *.
,),) ��"������� �*�"�� *+
,)4) ��#&� �&&*�������� %,(
,)+) ?�(�&�� �' �&�"���� %,.
,)-) ����"���� %%&
,):) �����*���� �&�1������ %%'
,)/) ��#&�� ��"'��8*�� %&(
,);) !&*����"��"� ���1&��� %('
,)7) ����� ��������"� #�"����"�#$ %()
,)63) ������*�� ����� #�"��������� %-,
�������"�� %-(
E�����& �������"�� %-+
'�#��� 4) #�"��& ��"'��8*�� %-'
4)6) 9� '2�����*�� ����� #�"����"�#$ %-'
4),) ����� ��"���"�#$ %.-
4)4) *���"�2��'��"�� ����� #�"����"�#$ . �� 0 %+%
4)+) ����� #�"����&�"���"'������$ %+)
4)-) ����2����&(�� ����� .��,0 #�"����"�#$ %'-
4):) ������2���&����� ����� #�"����"�#$ %'*
4)/) ,� ����&����� ����� #�"����"�#$ %)-
4);) ����� ��� �� #�"�������$ %))
4)7) ���&����� ����� #�"����"�#$ %*-
�������"�� &,&
/��� ������
'�#��� +) �������&� �##&�"������ &,'
+)6) �##&�"������ �� ��*"�*��& '������$ &,'
+),) �&�� ���� �##&�"������ &('
�������"�� &+(
'�#��� -) ���&$��"�& '������$ &+'
-)6) ���#��"����� #�"��� &+'
-),) !*&&2 #�"��� ���"����� ���'��� &''
-)4) G*��������(� ���&$��� &)(
-)+) #�"���& ���"'�� &).
-)-) ���"�������� ���&$��� &))
�������"�� &*&
'�#��� :) ���"'���"�& ��� ����"�& �##&�"������ &*.
:)6) ���"'���"�& �##&�"������ &*+
:),) ����"�& �##&�"������ (%(
�������"�� (&&
'�#��� /) ���*�����&5 ��(���������& ��� ��'�� �##&�"������ (&.
/)6) ���*�����& �##&�"������ (&.
/),) ��(���������& �##&�"������ (-&
/)4) ��'�� �##&�"������ (.,
�������"�� (+%
�##����"�� (+(
����� -&(
������ �$
*����� � �� $����� #�����
�'� ��"��� ������� �� ���������� �!� $"�������"� ������ �'� �*1F�"�
������ �� �� ������*"���$ &�(�& ��� ���(�� �� � *��� ��� ���"����� �� �'�
D�&�)
��"� �'� D��� ������� �� �'� 1���5 �'� ��#������ �� ����� �#�"����"�#$ ��
�� ���&$��"�& ���& '�� "�����*��) �'���� �� ��(��"�� �� &���� ��*�"��5 ����"�2
���5 ��� D1�� �#��"�5 �&�� ���' �'� "�#�1�&��$ �� �� ��� �� ����� �#�"2
����"�#$5 �'� "�����*�� (������&��$ �� !�2�����5 ��� ���#����(� 1���� �
����� �#�"���������5 #�� ���� �� ����� �#�"����"�#$ '�� H�*���'��) �'�
��"'��8*� '����(�� �*� �� �'� &�1������$ ��� ���� �'� ����#&�"�) �� ���* ���
������ ����*������� �� "'���"�& #��"����� �� �'� #&��� ��� 1�"���� ��*2
����5 �(�� �� '�C����*� ��(���������)
�'�� ��"��� ������� "������� ��(�� "'�#����) '�#��� 6 ������� � ���"*�2
���� �� 1���" �'���$) '�#��� , ��#���� �'� ���"*����� �� �����*���������
��� ��#��������& ��"'��8*��) ��� ���"*������ �� !�2����� ��� D1��
�#��"� ��� ��"&*���) ��#&�� ��"'��8*�� *��� �� ������� #��"����� �� "����2
��(� ��(��������� ��� ���"*����) '�#��� 4 "��"���� ����&� ���' #�"��& ��"'2
��8*��I ���"*������ �� ,� "����&����� ����� �#�"����"�#$ ��� �����
��� �� �#�"����"�#$ ��� #��(����) �'� ��� '�#��� + ���&� ���' �������&�
�##&�"������ �� ���*"�*��& "'������$ ��� �� ��&�� �����) � ��� ��"���� ��
#�&$���#'� �� #�������� ��� ������������ �'� ��&� �� ����� �#�"����"�#$
�� �������������� 1������ #�&$���#'�5 �� ��#������ ���*�����& #��1&��5
#����"*&��&$ �� �'� #'����"�*��"�& D�&�) �'� ��� '�#��� - �� 1���� ��
���&$��"�& �##&�"������ ��� ���'��� ��� #��"����� ����� �#�"���& ����5 �
�*1F�"� �'�� '�� �������� "��������1&� �������� �� �'� &��� ��� $����) �'�
���"*����� "�����"�� ���' � �����& ������*"���� �� "'��������" #��"�����
���'��� �� �'�$ �##&$ �� ����� �#�"����"�#$I �� �'�� #��"���� �� � ���"*�2
���� �� ���� ���&$��"�& �##&�"������ �� �'��� ���'���) �'� ��� '�#��� :
#������� �##&�"������ �� �'� D�&� �� 1��"'������$ ��� �� �'� ����"�& D�&�5 �
(��$ ��"' ��� �����&� ���� ��� ����� �#�"����"�#$) '�#��� / #������� ���*�2
����& �##&�"������5 ��"&*��� ���� ��� ����� �*"' �� ��� ��D������5 �'�
&*�1��=#�#�� ���*���$5 ���*��& �� ���&$���5 �'� #'����"�*��"�&=#���"��#����
��* ���*���$5 ��� #�&$����) �'� ��"��� �������5 &��� �'� D���5 "������� �� '�
�##����"��)
?��' �'��� ��"&*�����5 �� 1�&��(� �'�� �'� 1��� 1��� � �'� �*1F�"� �� �����
�#�"����"�#$ ���� �'� ��� ��&&����*�)
$
�0���#1�23����
�'� �*�'��� ��*&� &��� �� ��#���� �'��� �'���� �� ����) ��1��� �) �������
�� �&���� ���(�����$5 ����) ����� ) C���*�C���"C �� �'� ���(�����$ ��
9�*����5 ��) B�"��� �) ������ �� �� ���� �������& ��1������$5 ��� ����)
������"'� ��*1�� �� �����2������ ���(�����$ �� J�#�� �'� ���� ���$
(�&*�1&� �* �������) #�"��& �'���� ��� �(�� �� ����� ) C���*�C���"C
��� ����� ������ � ��� '�#���� 6 ��� ,) �*� �'���� ��� �##��"������
�&�� � �� ����) 9���2� 9��� *"'� �� A��� ��� �"����$ �� "���"� ���
��"'��&� $ �� J�#�� ��� ����) ����� 9������� �� �'� ���(�����$ �� �'� ���
�� J�#�� �'� �(� *� #��������� �� ��#���*"� ����� �#�"��� �� �$#�"�&
��&(���� .�##����� ;0) ��������� A�C*� �������� �&�� ������� �'���� ��
��������� *��'��� �C��� �� A������2E��*�� ���(�����$ �� J�#�� ���
�� ��������� A���� ���'�#������ �� �'� ����"�& �&&� � �� ?��"����� ���
'�&# �� ������ ��"����� 4)/ ��� :),)+ �� �'� ��"��� ������� ���#�"��(�&$)
��������� '���?) �������*&� &��� �� �'��� *2'�� �� �����"� �'����2
"�*��"�& �) ��� ��� �� ��"����� ���&�� ���' #'����"�*��"�&� ��� "���
?) 9*����� �� �'� �������& ������*�� �� 9��&�' ��� ����*��� �����
�#�"��� �� #�#�����) �&& �'��� �*�'��� �'��� ���) ��&� A����$5 ������ ���
�"�����" �����5 ��� '�� ��"�*�� ����� �� �'� ��(�&�#���� �� �'� ��"���
�������)
J�'� �) !������
A�C*� ��������
,33, '��� ?) �����
���4�0� �� ��� �0��2 �2����� $�
*����� � �� &��� #�����
����� �#�"����"�#$ '�� ���� �������1&� #�� ���� �� ��"��� $����) �'�
�$��� ��� �'�� '�� ����� #&�"� ���' �'� ��(��� �� ��� ����"����5 !�*����2
��������� ����� ��� D1�� �#��"� '�� ����*&���� ������� �������� �� �'�
��"'��8*�) ��� *�� �� �"������ ��� ��#�"��&&$ �� ���*���$ '�� ���� ��#��&$)
� ��&&21�&��"�� ����� ���� �� �� ������*"���$ &�(�&5 �'�"' ��#&���� 1���"
�'���$5 �����*��������� ��� ��#��������& ��"'��8*�� .��"&*��� �#�"��& ��"'2
��8*��05 ��� � ���� (�����$ �� �##&�"������ .#����"*&��&$ �'� ����� ����0 �� ���
�(��&�1&�) �'� �*�'��� '�(� �����#��� �� ���� �'�� ��D"���"$ 1$ ������ �'��
1���) �'�� 1��� �� �������� �� ���(� �� � *��� ��� 1� ������)
��� #��1&�� �� '�� �� ������ �'�� 1��� "��"����� ����&� �� '�� ���
��D��� KK������*"���$ &�(�&)>> ?� '�(� ���� � ���"��� ������ �� ����� �'��
1��� �� �*� ��D������ �� �'�� &�(�&5 ��� '�(� ��#� ���'�����"� �� � ���2
��*�5 �&1��� �(�� � &� �"�& ��(�&�#���� �� 1���" �'���$)
�'� 1��� "������� �� '�#���� 6 �� +5 ��� �##����"��) �'� D��� "'�#���
���&� ���' 1���" �'���$ �� �#�"����"�#$I �'� ��"��� "'�#��� ���"*���� �����*2
��������� ��� ��#��������& ��"'��8*��I �'� �'��� "'�#��� ���&� ���' �#�"��&
��"'��8*��I '�#��� + #������� �##&�"������ �� ����� �#�"����"�#$ �� ���*"2
�*��& "'������$5 1��"'������$5 1��&� $ ��� ����"���5 ��&��2����� "'������$
��� ���*���$) �'� �##����"�� "������ �� �� '� ��"�����) �� �*"' �� #����1&�5
�'� �*�'��� '�(� �����#��� �� ��"&*�� �'� &����� ��(�&�#�����)
$��
�0���#1�23����
�'� �*�'��� ��*&� &��� �� ��#���� �'��� �'���� �� ����) ��1��� �) ������� ��
�&���� ���(�����$5 ����) ����� ) C���*�C���"C �� �'� ���(�����$ ��
9�*����5 ��) B�"��� �) ������ �� �� ���� �������& ��1������$5 ���
����) ������"'� ��*1�� �� �����2������ ���(�����$ �� J�#�� �'� ����
���$ (�&*�1&� �* �������) #�"��& �'���� ��� �(�� �� ����� ) C���*�2
C���"C ��� ����� ������ � ��� '�#���� 6 ��� ,) �*� �'���� ��� �##��"�2
����� �&�� � �� ����) 9���2� 9��� *"'� �� A��� ��� �"����$ �� "���"�
��� ��"'��&� $ �� J�#�� ��� ����) ����� 9������� �� �'� ���(�����$ �� �'�
��� �� J�#�� �'� �(� *� #��������� �� ��#���*"� ����� �#�"��� �� �$#�"�&
��&(���� .�##����� ;0) ?� ��*&� �&�� &��� �� �'��� ��) J��� �&&��5 �"8*���2
���� ������ ��� �"�����" �����5 ��")5 �'� ��(���� *� �� ����� �'�� 1��� ��� ���
'�� ��"�*�� ����� ��� '�&# �'��* '�*� �'� #��F�"�) !���&&$5 �'�� 1��� "�*&�
��� '�(� 1��� ������� ���'�*� �'� '�&# �� ���$ "�&&�� *�� �'� �&&���� *� ��
��#���*"� D *��� ��� #*1&�"�����)
J�'� �) !������
677+ A�C*� ��������
���4�0� �� ��� ��� � �2����� $���
)�"�� +
"� �0 �����5
%�% 6� ����0�1 "�0�3����2 �4 ����� 7�0��� 0�75
�� 67,;5 �'�� �� '��������'�� B������ ����� ���"�(���� �'� #'����2
���� �'�� 1���� '�� ����5 ��&$ "�*�� �����*��������� ��� �(��&�1&�) ��
����� *��� �*�&� '� �� �'� ��*�"� ��� � ��&��"�#� �� �'� "�&&�"���I �'�
����"��� ��� '�� �$��) �'�� �*"' � ���1&� #'�������� �� �'� ����� �"�����2
�� ��� ����"��� ��� ������ �������1&�)
E���*�&&$5 ��#��(������ �� �'� (����*� "��#������ �� ����� �����*���2
������ ���� #&�"�) ���&$ ������"' ��� "��"�������� �� �'� ��(�&�#���� ��
1����� ��"������� ��*�"��) B����*� &��#� �� �&������ ���� ��(�&�#�� .�) )5
'�&�*�5 1���*�'5 &���5 C��"0 .6<40) �'��� #��(�� �� 1� *��������"���$ 1�"�*��
�� &�� &� '� �����������) ���"*�$ ��*�"�� ���� �&�� ��(�&�#��) �� ���&$
���"*�$ &��# �'�"' '�� 1��� *��� ��� ��'�� #*�#���� �� 676+ 1$ A��2
�"'1�*� .60 ��� ��(�&�#��) �� �'� 6743� ���"*�$ &��#� �*���1&� ���
����� *�� ���� ���� ��� .,0) 9�11�� .40 ��(�&�#�� � ���"*�$ 1*���� ��
67475 ��� #����� ��� ���� .+0 ��#��������� ���' � "��&�� (������ ��
67+,) !*��'�� #�� ���� ��� ���� 1$ ���� ��� �"�����$ .-0 �� 67+;5 �'�
��*���� ���"*�$ 1*����� ��� �'��� 1�"� ��*���) 9�& �� �) ��(�&�#�� �
"�����"��& ���"*�$ ��"������� ��*�"� �$���� ��� �'� ����� �����*����5
�'�"' "�������� �� ��*� &��#� �*���*���� �'� ����� �*1�) ?�&�' � �) .:0
������*"�� � ���"*�$ ��*�"� �� 67-,5 �'�"' 1�"��� ����� �� �'� �������
��") �'� &��# "�������� �� � ��*�2�*�� '�&�� �� �$��� �*1�� ��� ��� ��
��#��(����� �(�� �'� 9�& �� &��#) ��#��(������ �� &��#� ���� ���� 1$
������*"���$ ����� #�"����"�#$5 �"��� ������� 6 �#$�� '� � ,3345 677+ �&��(��� "���"� .� �0
�&& �� '�� �� ��#���*"���� �� ��$ ���� �����(��)
� �� 326,2,-+63-2/
9�� ��� ?�&�' ./05 �'� ���"��1�� �'� *�� �� ��"����(�2#������ '�&�*�5
���"*�$5 ����*�5 �*1���*� ��� #������*� &��#�) �������"' .;<6,0 �&��
�������� �'� #��"��"�&��$ �� *��� '�&�*�5 �� ��5 �*1���*� ��� "���*� &��#�
��� "�&���� �������&�) �� 67:, &���� ��*�"�� ���� ��(�&�#�� ��� *�� ���'
����� �#�"����"�#$ .640) �(���*�&&$5 �'� ��� .4-6)6<-6+)- ��0 ��� �'�
A�� .44/)+<:/:)+ ��0 &����� 1�"��� �(��&�1&�5 ��� ���� ��"���&$ �'� ��2
�E &���� .653:+ ��0 '�� 1��� *��� ��� ����� �#�"����"�#$ .��� '�#��� ,5
�"���� ,),0)
��� ���� �""*���� �� �'� ����"���� �$����� ��� ����� ����*�������)
?'����� ��� ���& ����*������� ���� ���� *��� #'��� ��#'�" #&���� ���'
�'� "*�1������ ��(�&�#���� �� #'��� ��#'�" #&����5 #'����&�"���" �����
�����*��������� ��� ��(�&�#�� ����� ?��&� ?�� ��) �'� D��� #'����&�"���"
����� �����*���� ��� ��#����� �� 67+, 1$ ���� ��� ?�� ��� .6+05 �'�
*��� � "��&�� "��"��� �$#� �� ��,6 ����"���) �'� 9�� & �����*����
�##����� �� 67-3 ��� *��� � "��&�� �� 2/3/4� #'����*&��#&���) �� 67-4
���� ��� �&C��� .6-0 ��#����� �'� ��(�&�#���� �� #'����&�"���" �����
�����*��������� *��� � "��&�� �� ��,6 #'����*&��#&��� �*1�) �'� 9�& ��
�:6, �����*���� .6:0 ��� �&�� #���*"�� �� �'�� ����5 �'�"' "�*&� 1� *��� �� �
#'��� ��#'�" �� #'����&�"���" �����*����) �� �'� #'����&�"���" ���� � #'���2
�*&��#&��� ��� *��� �� �'� ����"���) �'�� ��� ��&&���� 1$ �'� ������*"���� ��
�'� ��$ ����& ;6 ����� �#�"�������� .6/0) �'� ��*�"� *��� ��� �'� 4 �?
'�&�"�& 9 ��" �� �'� ������� �$#�) �'� �����*���� ��#&�$�� � ����2 ����� 5
����2�&�� ��*1&� ����"'�������)
��(�&�#����� �� �'� �#��"�& ����� �� ����� �����*��������� ���� #&�"� ��
�'� ���&$ 67:3�) �� ��� ���"�(���� �'�� � ��*1&� ����"'������� ����(��
����$ &� '� ���� ��D"����&$ �'�� � ��� &� ����"'�������) �����5 � ���#&�
����"'������� ��� ������*"��5 �'�"' ��� �(�� ���� ��D"���� �� ����(��
����$ &� '�) 9�&� ��#'�" ����� � �##����� �� 67:; .6/05 �'�"' ����� �� �'�
��D"���"$ �� �'� "�&&�"���� �� ����� �"������� �� "�����"��& ����� �����*2
�����)
�'��� ��(�&�#����� �� ����� �����*��������� 1��* '� "�����"��&
����� �����*����� �� �'� #������ ����� �� �'� ��� �� ����� ����*�������)
���5 ����� �#�"��� "�� �&�� 1� �1������ 1$ !�*���� ��������� .!�0 �#�"2
����"�#$) !�2����� �����*����� ��� 1��� ��&� 1$ �&& !�*���� ���������
�������� .!�2��0 �����*���� ������5 ���'�� �� �������"�� *���� �� �'� !�2��
�#�"�������� �� �� ����"���� !�2����� �����*�����)
%�& ����35 ���� ��2 ��1�0�1�� 7�0���
!� *�� 626 �&&*������� � ��(� �� #�&���C�� �&�"����� ����" ��������� ���(�&��
�� �'� ,2����"����) �� "������� �� �'� �&�"���" "��#����� .-2����"����0 ���
�� ����" "��#����� .�2����"����05 �'�"' ��� #��#����"*&�� �� ��"' ��'��)
& ��7��� %� "� �0 �����5
X
E
H
Z
λY
��3��� %8% �&���2#�&���C�� �&�"����� ����" ���������)
9��������5 �� ��&& "������� ��&$ �'� ������ ���"� ��#�"� ���"*���� �� �'�� 1���
�� ��� ��(�&(� �� ����" #'�������) �'� �&�"���" D�&� ����� �' .#0 �� � �(��
���� .0 �� ��#������ 1$
# � #3 "�� ,��5 .6260
�'��� #3 �� �'� ��#&��*�� ��� � �� �'� ���8*��"$ �� ��������� �� ��D���
&����)
�'� ������"� 1������ ��� #����� �� �'� ���� #'��� �� �*""����(� ��(�� ��
"�&&�� �'� KK��(�&�� �'5>> �5 �'�"' �� ����*��� �� *���� �*"' �� �L .�� �����05
�� .���������05 �� .��&&���"���05 ��� "� ."���������0) �'� ��&������'�#�
1������ �'��� *���� ���%
6 L� � 63�; "� � 63�6 �� � 63�6��� .62,0
�'*�5 ��� ����#&�5 +5333 �L � +33 �� � +33��)�'� ���8*��"$5 �5 �� �'� �*�1�� �� ��(�� �� �'� ������"� &� '� ���(�&� �� ���
��"���) �'*�5
� � �
�5 .6240
�'��� � �� �'� (�&�"��$ �� &� '� .4� 6363 "���0) �� � �� �� �'� *��� �� "����������5
��� ��������� �� ."���0�."�0 � 6��) �'�� KK��"�#��"�& ��"���>> *��� �� �&��
"�&&�� �'� KK'���C>> .9C0)
�'� �'��� #��������5 �'�"' �� ���� "����� �� (�1�������& �#�"����"�#$5 ��
�'� KK��(��*�1��5>> ��5 ��D��� 1$
�� � �
�� .62+0
�'� ��������"� 1������ � ��� �� �� �1(��*�) �� '�� �'� ��������� ��
.6��0�."���0 � 6�"�) �$ "��1���� .6<40 ��� .6<+0 �� '�(�
�� � �
�� 6
�."��60� .62-0
%�& ����35 ���� ��2 ��1�0�1�� 7�0��� (
��91� %8% ����� ���� �� #�"����"�#$M
636, ���� �
637 � � E
63: �� � �
634 ��&� �
63, '�"�� '
636 ��"� ��
63�6 ��"� �
63�, "���� "
63�4 ��&&� �
63�: ��"�� �63�7 ���� �
63�6, #�"� #
63�6- ����� �
63�6; ���� �
M���������% �5 E5 �5 �5 '5 ��5 �5 �NE����I
�5 "5 �N�����I #N #����'I �N �����'I
�N�����')
�'*�5 +5333 �L "�����#���� �� ,-� 634 "��65 ���"�
�� � 6
�."�0� 6
+� 634 � 63�;� ,-� 634 ."��60�
��1&� 626 &���� *���� ���8*���&$ *��� �� �#�"����"�#$) �$ "��1���� .6240 ���
.62+05 �� �1����
� � �
�� ���� .62:0
�� �'��� ���&���5 �'� ��(��*�1�� .��0 ��� ���8*��"$ .�0 ��� ��������� #���2
������5 $�� �'��� ��� ����� ��� ����� *��� �����"'�� ��1&$) �'*�5 �� ��2
#������� �*"' �� KK���8*��"$ �'��� �� 43 "��6>> �� *��� "��(�������&&$ 1$ ��
��� ����� �#�"����"�#���� ��� �� ��&& ��&&�� �'�� "��(������ �'��* ' �'��
1���)
�� � ��&�"*&� ������"�� ���' �� �&�"����� ����" D�&�5 � �������� �� ���� $
���� �'� D�&� �� �'� ��&�"*&� "�� �""*� ��&$ �'�� ��'�>� ���8*��"$ "����2
���� �� �����D��) ����&$5
�# � �� � ��
�� ����� .62/0
9����# �� �'� ��������"� �� ���� $ 1������ ��� 8*����C�� ������5 � �� �&��"�>�
"������� .:�:,� 63�,/ �� �0 ��� � �� �'� (�&�"��$ �� &� '�) �'*�5 �� �� ����"�&$#��#�������& �� �'� ���� $ �� ����������)
- ��7��� %� "� �0 �����5
*##��� �'��
�# � #, � #65 .62;0
�'��� #, ��� #6 ��� �'� ���� ��� �� �'� ��"���� ��� ��*�� ������5 ���#�"�2
�(�&$) �'��5 �'� ��&�"*&� KK�1���1�>> �# �'�� �� �� ��"���� ���� #6 �� #,5 ���
KK�����>> �# �'�� �� ��(���� ���� #, �� #6�)
absorptionΔEE2
E1
emissionΔEE2
E1
���� �'� ��&������'�# �(�� 1$ �8) .62/05 �8) .62;0 �� ������� ��
�# � #, � #6 � ����� .6270
��"� � ��� � ��� ����� "��������5 �# "�� 1� ��#������ �� ����� �� (����*�
���� $ *����) �'*�5 6 "��6 �� �8*�(�&��� ��
�# � O:�:,� 63�,/ .�� �0 PO4� 6363."���0 PO6.6�"�0 P
� 6�77� 63�6: .�� ���&�"*&�0
� 6�77� 63�,4 .F�*&����&�"*&�0
� ,�;: ."�&���&�0
� 6�,+� 63�+ .�B���&�"*&�0
�
�� �'� #��"���� "��(�������5 �'� ��&&���� ��"���� ���� *���%
6 .�� ���&�"*&�0 � ,�47� 63�; ."�&���&�"*&�0
� 6� 63�/ .F�*&����&�"*&�0
� :�,+,,� 6366 .�B���&�"*&�0
�(� ���� �*�1��5�� � :�3,-� 63,4 .6���&�0
6 ."�&0 � +�6;+ .F�*&�0
!� *�� 62, "��#���� �'� ����� �� ���� $ ��#������ �� ����� �� �� ."��605 �."�0 ��� � .9C0)
�� ����"���� �� !� ) 62, ��� ��1&� 62,5 �'� �� ���*�� �� �# �� ���������
��#����� *#�� �'� ��� �� �� �'� ����������) �� �'�� 1���5 �� ��� ����&$
"��"����� ���' (�1�������& ����������� �'�"' ��� �1���(�� �� �������� .��0 ��
����� �#�"���MM) �'��� ����������� �##��� �� �'� 63+ � 63, "��6 �� ��� ���
M�� � ��&�"*&� &���� � # (�� ��&�"*&�� "�&&�����5 �� �� "�&&�� � KK���������&��� ����������)>>
MM�*�� ���������& ��� ���������&<(�1�������& ����������� ��� �&�� �1���(�� �� �� ��� �����
�#�"���)���$ ��"�&&��� ����1���� ��� �(��&�1&� �� �'��� ��� ��'�� �*1F�"�� .��� �����& �������"��
�(�� �� �'� ��� �� �'�� "'�#���0)
%�& ����35 ���� ��2 ��1�0�1�� 7�0��� .
NMR
10−4 10−2 1 102 104 106 108 1010
104 102 1 10−2 10−4 10−6 10−8 10−10
3�106 3�108 3�1010 3�1012 3�1014 3�1016 3�1018 3�1020
ESR Micro-wave
Raman,Infrared
n (cm-1)
n (Hz)
l (cm)
UV,Visible
X-ray g-ray
~
��3��� %8& ���� $ *���� ��� (����*� #������� �� �&�"����� ����" �#�"��*�)
��91� %8& #�"���& �� ���� ��� �'��� ��� ���
#�"����"�#$ ��� � .��5 "��60 ��� ��
�2��$ 6363�63; ������� ����� �� �&�������$ #����"&��
�� �'� �*"&�*�
@2��$ .� �5 �� 0 63;�63: ����������� 1������ ���� $ &�(�&� �� �����
�&�"����� �� ����� ��� ��&�"*&��
�B2B���1&� 63:�63+ ����������� 1������ ���� $ &�(�&� �� (�&��"�
�&�"����� �� ����� ��� ��&�"*&��
����� ��� �������� 63+�63, ����������� 1������ (�1�������& &�(�&�
."'�� � �� "��D *������0
��"����(� 63,�6 ����������� 1������ ���������& &�(�&�
."'�� � �� �����������0
�&�"���� �#��
�������"� .� �0
6�63�, ����������� 1������ �&�"���� �#�� &�(�&� ��
�� ����" D�&�
�*"&��� �� ����"
�������"� .���0
63�,�63�+ ����������� 1������ �*"&��� �#�� &�(�&� ��
�� ����" D�&��
��� ����� ���� (�1������� �� �*"&�� "������*��� �'� ��&�"*&�) �� ��&& 1�
�'��� &����5 ����� �#�"��� ��� ��������&$ ��&���� �� �&�"�����" �����������)
�'*�5 �� �� ��#������ �� ���� �'� ��&������'�# 1������ �&�"�����" ��� (�1��2
�����& ������) �� �'� ��'�� '���5 (�1�������& �#�"��� �� ���&& ��&�"*&�� �� �'�
����*� ����� ��'�1�� ���������& D�� ���*"�*���)M �'*�5 �� �� �&�� ��#������ ��
M�� ��&*����5 ���������& D�� ���*"�*��� ��� ��� �1���(�� 1�"�*�� ��&�"*&�� "�&&������ .63�64�0
�""*� 1����� ��� �������� �� "��#&���� .63�66�0 ��� �'� &�(�&� �� ����(��*�& ��&�"*&�� ���
#���*�1�� ���������&$) �� �'� ��&�� �����5 ��&�"*&�� �������� ���� ��� �""*� 1�"�*�� �� �������2
&�"*&�� ������"�����)
+ ��7��� %� "� �0 �����5
1
4
3
2
1
J = 024
6
J = 024
6
Electronicexcited state
Electronicground state
Pure electronictransition
Pure vibrationaltransition
Zero point energy
Zero point energy
Pure rotationaltransition
υ = 0
υ = 0
��3��� %8( ���� $ &�(�&� �� � �������" ��&�"*&�) .�'� �"�*�& �#�"�� � �� �&�"�����"
&�(�&� ����*"' &�� ��5 ��� �'��� �� ���������& &�(�&��*"' ���&&��5 �'�� �'��� �'��� �� �'� D *��)0
���� �'� ��&������'�# 1������ (�1�������& ��� ���������& ������) !� *�� 624
�&&*������� �'� �'��� �$#�� �� ����������� ��� � �������" ��&�"*&�)
%�( :�9������ �4 � �������0 ��1�0�1�
������� �'� (�1������ �� � �������" ��&�"*&� �� �'�"' ��� ����� ���
"����"��� 1$ � "'���"�& 1���)
%�( :�9������ �4 � �������0 ��1�0�1� '
m1
m2C.G.
x1 x2r1 r2
9���5!6 ���!, ��� �'� ������ �� ���� 6 ��� ,5 ���#�"��(�&$5 ��� �6 ��� �, ���
�'� ������"�� ���� �'� "����� �� ��(��$ .)E)0 �� �'� ����� ���� �����) �'*�5
�6 � �, �� �'� �8*�&�1��*� ������"�5 ��� -6 ��� -, ��� �'� ���#&�"������ ��
����� 6 ��� ,5 ���#�"��(�&$5 ���� �'��� �8*�&�1��*� #��������) �'��5 �'�
"�����(����� �� �'� "����� �� ��(��$ ��8*���� �'� ��&������'�#�%
!6�6 � !,�,5 .62630
!6.�6 � -60 � !,.�, � -,0� .62660
��1���� �'��� ��� �8*������5 �� �1����
-6 � !,
!6
� �-, �� -, � !6
!,
� �-6� .626,0
�� �'� "&����"�& ���������5 �'� "'���"�& 1��� �� �� ����� �� � �#��� �'�� �1�$�
9����>� &��5 �'��� �'� �������� ���"�5 �5 �� ��#������ ��
� � � .-6 � -,0� .62640
9��� �� �'� ���"� "�������5 ��� �'� ���*� �� � ����"���� �'�� �'� ����"�����
�� �'� ���"� ��� �'� ���#&�"����� ��� �##����� �� ��"' ��'��) !��� .626,0 ���
.626405 �� �1����
� � � !6 �!,
!6
� �-, � � !6 �!,
!,
� �-6� .626+0
������>� �8*����� �������� . � � !I!�����I � �""�&�������0 �� �������
��� ��"' ���� ��
!6
�,-6
�,� � !6 �!,
!,
� �-65 .626-0
!,
�,-,
�,� � !6 �!,
!6
� �-,� .626:0
�$ �����
.626-0� !,
!6 �!,
� ���� .626:0� !6
!6 �!,
� �5
�� �1����
) ��7��� %� "� �0 �����5
!6!,
!6 �!,
�,-6
�,� �
,-,
�,
� �� � .-6 � -,0� .626/0
������*"�� �'� ���*"������ .�0 ��� �'� ���#&�"����� .�05 .626/0 �� ������� ��
��,�
�,� � �� .626;0
�'� ��&*���� �� �'�� �����������& �8*����� ��
� � �3 ��� .,��3� �05 .62670
�'��� �3 �� �'� �����*� ���#&�"����� ��� � �� �'� #'��� "�������5 �'�"'
��#���� �� �'� ������& "���������) �3 �� �'� "&����"�& (�1�������& ���8*��"$
�(�� 1$
�3 � 6
,�
����
�
�� .62,30
�'� #�������& ���� $ ..0 �� ��D��� 1$
�. � �� �� � � ���
�'*�5 �� �� �(�� 1$
. � 6
, �,
� 6
, �,3 ���
, ,��3� �� �� ,�,�,3��
,3 ���
, ,��3� �� ��
.62,60
�'� ������" ���� $ .%0 ��
% � 6
,!6
�-6
�
� �,
� 6
,!,
�-,
�
� �,
� 6
,���
�
� �,
� ,�,�,3��,3 "��
, .,��3� �0� .62,,0
�'*�5 �'� ����& ���� $ .#0 ��
# � % � .� ,�,�,3��
,3 � "�������
.62,40
!� *�� 62+ �'��� �'� #&�� ��. �� � �*�"���� �� �) �'�� �� � #���1�&�" #�������&5
. � 6, �,5 ���' # � % �� � � 3 ��� # � . �� � � �3) *"' � (�1����� ��
"�&&�� � ��!���� ��������)
%�( :�9������ �4 � �������0 ��1�0�1� *
T
0q
+ qo− qo
TE
V
V
��3��� %8- ��������& ���� $ ��� ��� ��� � '������" ��"�&&����)
�� 8*���*� ��"'���"� .6;5670 �'� (�1������ �� � �������" ��&�"*&� "�� 1�
������� �� � ������ �� � ��� &� #����"&� '�(�� ���� � �'��� #�������& ���� $
�� ��#������ 1$ .62,60) �'� "'��Q��� �� �8*����� ��� �*"' � �$���� �� �������
��
�,���,
� ;�,��,
# � 6
, �,
� �� � 3� .62,+0
�� .62,+0 �� ��&(�� ���' �'� "�������� �'�� � �*�� 1� ��� &�2(�&*��5 D���� ���
"�����*�*�5 �'� �� ��(�&*�� ���
#� � �� �� 6
,
� �� ���� �� 6
,
� �5 .62,-0
���' �'� ���8*��"$ �� (�1������
� � 6
,�
����
�
��� �� � 6
,��
����
�
�� .62,:0
9���5 � �� �'� (�1�������& 8*���*� �*�1��5 ��� �� "�� '�(� �'� (�&*�� 35 65 ,5
45 ) ) ) ) �'� "�����#����� �� ���*�"����� ���
�� ���� �6�+��������,(��
���,�,/�.������
05 .62,/0
�'���
� ,�������������� ��
�� +�,���� ��� /�.
������
0
�� � 9������ #�&$�����& �� �'� (�' �� ���) �'*�5 �'� �� ��(�&*�� ��� �'�
"�����#����� �� ���*�"����� ���
� � 35 #3 � 6,��5 �3 � .��06�+���,�,
� � 65 #6 � 4,��5 �6 � .��06�+,6�,����,�,�
��� ��
� ���
.62,;0
%, ��7��� %� "� �0 �����5
��� �'�*&� ���� �'�� �'� 8*���*�2��"'���"�& ���8*��"$ .62,:0 �� ���"�&$ �'�
���� �� �'� "&����"�& ���8*��"$ .62,30) 9���(��5 ��(���& ������ ��������"��
�*�� 1� ����� 1������ �'� ��� ����������) !����5 "&����"�&&$5 # �� C��� �'�� �
�� C���) G*���*�2��"'���"�&&$5 �'� &����� ���� $ ����� .� � 30 '�� �'� ���� $
�� 6,�� .C��� #���� ���� $0 .��� !� ) 6240 �'�"' ���*&�� ���� 9�����1�� >�
*�"�������$ #���"�#&�) �"���&$5 �'� ���� $ �� � �*"' � (�1����� "�� "'�� �
"�����*�*�&$ �� "&����"�& ��"'���"�) �� 8*���*� ��"'���"�5 �'� ���� $ "��
"'�� � ��&$ �� *���� �� ��) �'���&$5 �'� (�1������ �� "��D��� ���'�� �'�
#���1�&� �� "&����"�& ��"'���"� ���"� % 1�"���� �� ���(� �� ��� � ��3� .���!� ) 62+0) �� 8*���*� ��"'���"�5 �'� #��1�1�&��$ �� D���� � �*����� �'�
#���1�&� �� ��� C��� .�*���& ����"�0 .!� ) 62-0)
�� �'� "��� �� � '������" ��"�&&����5 �'� ��#������� 1������ �'� ���
�*""����(� (�1�������& &�(�&� �� �&��$� �'� ���� .��0) �'�� �� ��� �'� "��� ��
�� �"�*�& ��&�"*&� �'��� #�������& �� �##��������� 1$ �'� ����� #�������&
�*�"���� �'��� 1$ �'� ��&�� "*�(� �� !� ) 62:)
. � 0� 6� ���� �,� .62,70
9���5 0� �� �'� �����"������ ���� $ ��� �� � ����*�� �� �'� "*�(��*�� �� �'�
1����� �� �'� #�������& ��&&) �� �'� "'��Q��� �� �8*����� �� ��&(�� ���' �'��
#�������&5 �'� �� ��(�&*�� ��� .6;5670
#� � ���� �� 6
,
� �� ������ �� 6
,
� �,
� � � � 5 .62430
�'��� �� �� �'� ��(��*�1�� "����"��� ��� ��'������"��$5 ��� ���� ����"�����'� �� ���*�� �� ��'������"��$) �8*����� .62430 �'��� �'�� �'� ���� $ &�(�&�
�� �'� ��'������" ��"�&&���� ��� �� &�� �� �8*��������5 ��� �'� ��#�������
��"������ ���' ��"������ � �� �'��� �� !� ) 62:) �'*� ���5 ��'������"��$
ψ1
ψ2
ψ3 ψ32
ψ22
ψ12
ψ02
u = 0
1
2
3
��3��� %8. ?�(� �*�"����� .&���0 ��� #��1�1�&��$ ������1*����� .�� '�0 �� �'� '������" ��"�&&����)
%�( :�9������ �4 � �������0 ��1�0�1� %%
Ene
rgy
13
Continuum
8
7
6
5
4
3
2
1
υ = 0
Internuclear Distance
9
1011
D0
De
12 hν0
��3��� %8+ ��������& ���� $ "*�(� ��� � �������"��&�"*&�) �&�� &��� ����"���� ������ #�������&
�'�� �##��������� �'� �"�*�& #�������&) ������ &��� �� � #���1�&�" #�������& ��� � '������"
��"�&&����) 0� ��� 03 ��� �'� �'������"�& ��� �#�"����"�#�" �����"������ ���� ���5 ���#�"��(�&$)
"����"����� '�(� 1��� ���� ����&$ �� �������" ��&�"*&�� .��� ��1&� 62405
1�"�*�� �� �'� "��#&����$ �� "�&"*&������ ��� &�� � ��&�"*&��)
�""����� �� 8*���*� ��"'���"�5 ��&$ �'��� ����������� ��(�&(��
�� � 6 ��� �&&���� ��� � '������" ��"�&&����) �� �'� (�1������ �� ��'��2
����"5 '���(��5 ����������� ��(�&(�� �� � ,5 45 � � � .�(�������0 ���
�&�� ����&$ �&&���� 1$ ��&�"���� �*&��) ���� ���$ �� � 6 �����������5
�'�� �� � � 3 6 .�*��������&0 �##���� ���� ����� &$ 1��' �� �� ���
����� �#�"���) �'�� �� ��#�"��� ���� �'� �����&&<��&�C���� ������1*����
&��5 �'�"' ������ �'�� �'� #�#*&����� ����� �� �'� � � 6 ��� � � 3 ������ ��
�(�� 1$
*��6
*��3
� ���#��% 5 .62460
%& ��7��� %� "� �0 �����5
��91� %8( ��&������'�#� ���� B�1�������& !��8*��"$5 ���*"�� ���� ��� !��"� �������
��&�"*&� �1�) �� ."��60 �� ."��60 � .��*0 A .��$���L 0
9, +56:3 +547- 3)-3+6 -)/4
9� 45:4, 45;6/ 3):/67 -)//
�, ,577+ 4566; 6)33/+ -)//
9! 457:, +5647 3)7-/4 7):-
9& ,5;;: ,57;7 3)7/77 -)6:
9�� ,5--; ,5:-3 3)77-: +)6,
9� ,5,44 ,5463 6)33, 4)6,
!, ;7, N 7)-3,4 +)+-
&, -+: -:- 6/)+;6+ 4)67
��, 467 4,4 47)7-; ,)+:
�, ,64 ,6- :4)+:: 6)/:
�, ,5446 ,54:3 /)33+ ,,)7
� ,56+- ,56/3 :);-;+ 67)3
�� 65;// 6573+ /)+:;; 6-);
�, 65--- 65-;3 ;)333 66);
�'��� �# �� �'� ���� $ ��������"� 1������ �'� ��� ������5 � �� ��&�C����>�
"������� .6�4;3/� 63�6: �� ��� ���05 ��� % �� �'� �1��&*�� ���#����*��)
��"� �# � ����5 �'� ����� 1�"���� ���&&�� �� �� 1�"���� &�� ��) �� ����
���#����*��5
�% � 6�4;� 63�: .�� ��� ���0 433 .�� ���0
� +�6+� 63�6+ .�� 0
� +�6+� 63�6+ .�� 0
� 6�77� 63�6: .�� �"��60
� ,3; ."��60�
�'*�5 �� �� � +5 6:3 "��6 .9, ��&�"*&�05 *.� � 60�*.� � 30 � ,�67� 63�7)
�'�������5 �&���� �&& �� �'� ��&�"*&�� ��� �� � � 3) �� �'� ��'�� '���5 ��
�� � ,64 "��6 .�, ��&�"*&�05 �'�� ����� 1�"���� 3)4:) �'*�5 �1�*� ,/R �� �'� �,��&�"*&�� ��� �� � � 6 �����) �� �'�� "���5 �'� ���������� � � 6 � , �'�*&� 1�
�1���(�� �� �'� &��2���8*��"$ ���� �� �'� �*��������& ���' �*"' &���
��������$) *"' � ���������� �� "�&&�� � KK'�� 1���>> ���"� �� ����� �� �##��� ��
'� '�� ���#����*���)
%�- ���3�� �4 ����� 7�0���
�� ������ �� �"���� 6)65 (�1�������& ����������� "�� 1� �1���(�� �� ���'�� ��
�� ����� �#�"���) �� �'� ������5 �� ����*�� �'� �1���#���� �� �������� &� '�
1$ �'� ���#&� �� � �*�"���� �� ���8*��"$) �'���&�"*&� �1���1��# � �� ����
%�- ���3�� �4 ����� 7�0��� %(
SampleI0(ν) I(ν)
Sampleν0
(laser)
Raman
IR
ν0(Rayleigh scattering)
ν0�νm(Raman scattering)
��3��� %8' ��������"�� �� ��"'����� �� ����� (� ��)
�'� �� ��*�"� �� ��"' (�1�������& ����������) �'� ��������$ �� �� �1���#���� ��
�(����� 1$ �'� ����<���1��� &��%
� � �3�� �� � .624,0
9���5 �3 ��� � ������ �'� ����������� �� �'� ��"����� ��� ����������� 1����5
���#�"��(�&$5 �� �'� ��&�"*&�� �1���#���� "���D"����5M ��� � ��� � ��� �'�
"��"��������� �� �'� ���#&� ��� �'� "�&& &�� �'5 ���#�"��(�&$ .!� ) 62/0) �� ��
�#�"����"�#$5 �� �� "*������$ �� #&�� �'� #��"���� � ������������ .%0 (���*�
��(� �*�1�� .��0%
%.R0 � �
�3� 633� .62440
�� �'�*&� 1� ����� �'�� % .R0 �� ��� #��#�������& �� �) !�� 8*��������(�
���&$���5 �'� �1���1��"� .�0 ��D��� '��� �'�*&� 1� *���%
� � &� �3
�� ��� .624+0
�'� ��� �� �� ����� �#�"��� �� ������&$ ��������� ���� �'�� �� �� �#�"���)
�� ����� �#�"����"�#$5 �'� ���#&� �� ���������� 1$ ������� &���� 1���� �� �'�
�B2(���1&� �� ��� .�305 ��� �'� �"������� &� '� �� *�*�&&$ �1���(�� �� �'�
����"���� #��#����"*&�� �� �'� ��"����� 1��� .!� ) 62/I ��� �&�� '�#��� ,5
M '�� �'� ��������� �� 6=��&�� "� �'�� � ��� � ��� ��#������ �� *���� �� ��&���&���� ���
"����������5 ���#�"��(�&$)
%- ��7��� %� "� �0 �����5
�"���� ,)40) �'� �"������� &� '� "������� �� ��� �$#��% ���5 "�&&�� �������
�������5 �� ����� ��� '�� �'� ���� ���8*��"$ �� �'� ��"����� 1��� .�305 ���
�'� ��'��5 "�&&���!� �������5 �� (��$ ���� .� 63�- �� �'� ��"����� 1���0
��� '�� ���8*��"��� �3 �!5 �'��� �! �� � (�1�������& ���8*��"$ �� � ��&2
�"*&�) �'� �3 � �! ��� �3 � �! &���� ��� "�&&�� �'�$���� ��� ��1$���� &����5
���#�"��(�&$) �'*�5 �� ����� �#�"����"�#$5 �� ����*�� �'� (�1�������& ���2
8*��"$ .�!0 �� � �'��� ���� �'� ��"����� 1��� ���8*��"$ .�30)M �� "������� ��
�� �#�"���5 ����� �#�"��� ��� ����*��� �� �'� �B2(���1&� �� ��� �'��� �'�
��"������� �� ��&& �� ����� &���� �##���)
�""����� �� "&����"�& �'���$5 ����� �"������� "�� 1� ��#&����� ��
��&&���% �'� �&�"���" D�&� ����� �' .#0) �� �'� �&�"����� ����" ��(� .&����
1���0 H*"�*���� ���' ���� .0 �� �'��� 1$ �8) .6260%
# � #3 "�� ,��35 .624-0
�'��� #3 �� �'� (�1�������& ��#&��*�� ��� �3 �� �'� ���8*��"$ �� �'� &����) �� �
�������" ��&�"*&� �� ���������� 1$ �'�� &� '�5 �� �&�"���" ��#�&� ������ * ��
���*"��%
* � # � #3 "�� ,��3� .624:0
9���5 �� � #��#�������&��$ "������� ��� �� "�&&�� "����,�����) �� �'� ��&2
�"*&� �� (�1����� ���' � ���8*��"$ �!5 �'� �*"&��� ���#&�"����� � �� �������
� � �3 "�� ,��!5 .624/0
�'��� �3 �� �'� (�1�������& ��#&��*��) !�� � ���&& ��#&��*�� �� (�1������5 ��� &����� �*�"���� �� �) �'*�5 �� "�� �����
� 3 � ���
� �3
�3 � � � � .624;0
9���5 3 �� �'� #�&���C�1�&��$ �� �'� �8*�&�1��*� #�������5 ��� .����03 �� �'����� �� "'�� � �� ���' ���#�"� �� �'� "'�� � �� �5 �(�&*���� �� �'� �8*�&�12
��*� #�������)
��1���� .624:0 ���' .624/0 ��� .624;05 �� �1����
* � #3 "�� ,��3
� 3#3 "�� ,��3� ���
� �3
�#3 "�� ,��3
� 3#3 "�� ,��3� ���
� �3
�3#3 "�� ,��3 "�� ,��!
M�&�'�* ' ����� �#�"��� ��� �����&&$ �1���(�� ��� (�1�������& ��� ���������& �����������5 ��
�� #����1&� �� �1���(� ����� �#�"��� �� �&�"�����" ����������� 1������ ��*�� ������ ��� &��2
���� $ ��"���� ������)
%�- ���3�� �4 ����� 7�0��� %.
1E0
23
v� = 0
1E0
23
v = 0
ν0
ν0
νm
IR R S
NormalRaman
ResonanceRaman
Fluorescence
A R S A
��3��� %8) ��#������ �� ���� $ &�(�&� ��� �'� �����& �����5 �������"� �����5 ��� H*����2
"��"� �#�"���)
� 3#3 "�� ,��3
� 6
,
���
� �3
�3#3O "�� S,� �3 � �!� �T� "�� S,� �3 � �!� �TP� .62470
�""����� �� "&����"�& �'���$5 �'� D��� ���� ��#������� �� ��"�&&���� ��#�&�
�'�� �������� &� '� �� ���8*��"$ �3 .��$&�� ' �"������� 05 �'�&� �'� ��"��� ����
"�����#���� �� �'� ����� �"������� �� ���8*��"$ �3 � �! .����2 �����0 ���
�3 � �! . �����0) �� .����03 �� C���5 �'� (�1������ �� ��� �����2�"��(�)
����&$5 �� 1� �����2�"��(�5 �'� ���� �� "'�� � �� #�&���C�1�&��$ .0 ���'�'� (�1������ �*�� ��� 1� C���)
!� *�� 62; �&&*������� ����� �"������� �� ����� �� � ���#&� �������"
���� $ &�(�&) �� �� �#�"����"�#$5 �� �1���(� �'�� � � 3 � 6 ���������� ��
�'� �&�"�����" ��*�� �����) �� �����& ����� �#�"����"�#$5 �'� ��"���� &���
.�30 �� "'���� �� �'�� ��� ���� $ �� ��� 1�&�� �'� D��� �&�"�����" ��"���� �����)
�'� ������ &��� ����"���� � KK(���*�& �����>> �� ������ *��' �� ���� �'� ���&
��"���� �����) �� ������ �� �"���� 6),5 �'� #�#*&����� �� ��&�"*&�� �� � � 3
�� �*"' &�� �� �'�� �'�� �� � � 6 .�����&&<��&�C���� ������1*���� &��0)
�'*�5 �'� ����� .$0 &���� ��� ����� �� �'�� �'� ����2 ����� .�0 &���� *����
�����& "���������) ��"� 1��' �(� �'� ���� �����������5 �� �� "*������$ ��
����*�� ��&$ �'� ����� ���� �� �'� �#�"��*�) !� *�� 627 �'��� �'� �����
�#�"��*� �� &+�)
M� ����� �#�"��*� �� ��#������ �� � #&��5 ��������$ (�) ����� �'��� .��� � ��3 ��0) 9���(��5
��� �� ����� ������� �� �� ��� 1��(��$)
%+ ��7��� %� "� �0 �����5
Raman shift (cm−1)
0
Inte
nsity
Stokes
+21
8
Rayleigh
anti-Stokes
−459
−314
−218
+31
4
+45
9��3��� %8* ����� �#�"��*� �� &+ .+;;)3 �� ��"�������0)
�������"� ����� .��0 �"������� �""*�� �'�� �'� ��"���� &��� �� "'����
�� �'�� ��� ���� $ �����"�#�� �'� ������&� �� �� �&�"�����" ��"���� �����) �� �'�
&�8*�� ��� ��&�� ������5 (�1�������& &�(�&� ��� 1�������� �� #���*"� � "��2
���**�) �� �'� ����*� �����5 � "�����**� ������ �1�(� � ������ �� ���"����
&�(�&�) ��"������� �� �'��� "�����*� #���*"�� �� �#�"��� �'�� �'�� �������&$
����� ��'��"����� �� ����� 1���� ��� ������ �� �'�� #����"*&�� �&�"�����"
����������) ��"�*�� �� ��� ��#�����"�5 �� �#�"����"�#$ ��&& 1� ���"*���� ��
�����& �� �"���� 6)6-) �'� ���� KK#��2�������"�>> �� *��� �'�� �'� ��"���� &���
�� "&��� �� ���� $ �� �'� �&�"�����" ��"���� �����) �������"� H*����"��"� .�!0
�""*�� �'�� �'� ��&�"*&� �� ��"���� �� � ���"���� &�(�& �� �'� �&�"�����" ��"����
����� .,30) �'�� '�� 1��� �1���(�� ��� ����*� ��&�"*&�� �*"' �� �,5 '�,)
!���&&$5 H*����"��"� �#�"��� ��� �1���(�� �'�� �'� ��"���� ����� ��&�"*&�
��"�$� �� �'� &����� (�1�������& &�(�& (�� ���������&��� ����������� ��� �'��
����� ���������5 �� �'��� �� !� ) 62;) �'� &������� �� �'� ��"���� ����� �� �� ��
(��$ �'��� .� 63�6+ �05 �'�&� �'��� �� �! ��� H*����"��"� ��� �*"' &�� ��
.� 63�; �� 63�- �0)
%�- ���3�� �4 ����� 7�0��� %'
%�. ��0��� ����������3 :�9�������1 ���;���0��
�""����� �� �8) .62,:05 �'� (�1�������& ���8*��"$ �� � �������" ��&�"*&� ��
�(�� 1$
�� � 6
,��
����
�
�.62+30
�'��� �� �'� ���"� "������� ��� � �� �'� ���*"�� ����) �'�� �8*����� �'���
�'�� �� �� #��#�������& ������
.���"� "������� ����"�05 1*� ��(����&$ #��#��2
�����& ������
.���� ����"�0) �� "�&"*&��� �'� ���"� "�������5 �� �� "��(������ ��
������� �'� #��"���� �8*������ ��
� +�,�,�,��� .62+60
9���5 �'� (�1�������& ���8*��"$ .�1���(��0 '�� 1��� ��#&�"�� 1$ �� .�8)
.624300 �� ����� �� �1���� � ���� �""*���� ���"� "�������) ���� �'� *��� ��
��&&��$�����L .��$���L 0 �� 63- .�$����"�0 ��� 5 ��� �'� �����" ��� '� *���
.��*0 ��� �5 �8) .62+60 "�� 1� ������� ��
� +.4�6+0,.4� 63630,�
:53,-� 63,4
� ��,�
� .-�;;;4� 63�,0��,� �
.62+,0
!�� 94-&5 �� � ,5 7;7 "��6 ��� � �� 3)7/77) �'��5 ��� �� -�6:� 63-
.�$����"�0 �� -)6: .��$���L 0) �� �*"' � "�&"*&����� �� ���� ��� � �*�1�� ��
�������" ��&�"*&��5 �� �1���� �'� ���*&�� �'��� �� ��1&� 624) �� �&& ��*� ������
�� "��#�*���5 �'� ���8*��"$ ��"������ �� ��� �������� �� �'� ��1&�)
9���(��5 �'� ��� �� �� �'�� �������� �'��� �� ��������� �� ��"' "���) �� �'�
9, � 9� � �, ������5 �� �� �*� �� �'� ���� ����"� ���"� �'� ���"� "������� ��
��� ����"��� 1$ �����#�" �*1����*����) �� �'� 9! � 9& � 9�� � 9� ������5 ��
�� �*� �� �'� ���"� "������� ����"� .�'� 1��� 1�"���� ������ �� �'� ����
�����0 ���"� �'� ���*"�� ���� �� �&���� "�������) �� �'� !, � &, � ��, � �,������5 '���(��5 1��' ����"�� ��� �#�����(�I �'� ��&�"*&� 1�"���� '��(���
��� �'� 1��� 1�"���� ������ �� �'� ���� �����) !���&&$5 �� �'� �, � � ��� � �,5 ������5 �'� ��"������ ���8*��"$ �� �*� �� �'� ���"� "������� ����"�
�'�� �� ��#�"��� ���� "'���"�& ����*&��5 �*"' �� �����5 ��� ���
�5 ���' �
��� �� 1������ �'��)
�� �'�*&� 1� �����5 '���(��5 �'�� � &�� � ���"� "������� ���� ��� ��"������&$
���� � ����� �� 1���5 ���"� �'� ���"� "������� �� �'� "*�(��*�� �� �'�
#�������& ��&& ���� �'� �8*�&�1��*� #�������5
� �,.
��,
� ���3
.62+40
%) ��7��� %� "� �0 �����5
�'����� �'� 1��� ����� �' .�����"������ ���� $0 �� ����*��� 1$ �'� ��#�' ��
�'� #�������& ��&& .!� ) 62:0) �'*�5 � &�� � ����� � �'��# "*�(��*�� ���� �'�
1����� �� �'� #�������& ��&&5 ��� ���� ��� ����"�&$ ��#&$ � ���# #�������& ��&&)
!�� ����#&�5
9! 9& 9�� 9&
.��$���L 0 7):- U -)6: U +)6, U 4)6,
0� .�"�&���&�0 64+): U 634), U ;/)- U /6)+
9���(��5
!, &, ��, �, .��$���L 0 +)+- U 4)67 U ,)+: U 6)/:
0� .�"�&���&�0 4/); V -;)3 U +:)6 U 4:)6
� ��* ' #���&&�& ��&������'�# �� �1���(�� 1������ �'� ���"� "������� ���
�'� �����"������ ���� $ �'�� �� #&�� �'��� 8*�������� ��� � &�� � �*�1�� ��
"��#�*���)
%�+ :�9������ �4 ��15�����0 ��1�0�1�
�� �������" ��&�"*&��5 �'� (�1������ �""*�� ��&$ �&�� �'� "'���"�& 1���
"����"��� �'� �*"&��) �� #�&$�����" ��&�"*&��5 �'� ���*����� �� "��#&�"����
1�"�*�� �&& �'� �*"&�� #������ �'��� ��� '������" ��"�&&������) 9���(��5 ��
"�� �'�� �'�� ��$ �� �'��� "��#&�"���� (�1������� �� � ��&�"*&� "�� 1�
��#������ �� � �*#��#������� �� � �*�1�� �� KK�����& (�1�������>> �'�� ���
"��#&���&$ ����#������ �� ��"' ��'��)
�� ����� �� (��*�&�C� �����& (�1�������5 &�� *� "������� � ��"'���"�& ����&
�� �'� �, ��&�"*&� �'��� �� !� ) 6263) 9���5 �'� ��� � ����� ���
��#�������� 1$ �'��� 1�&&�5 ��� '�� �� #��#������ �� �'��� �����"
��� '��5 �'�� ��� "����"��� 1$ �#��� � �� � #��#�� ����� �' �� #��#������ ��
�'��� ���"� "��������) *##��� �'�� �'� �
�1���� ��� �����"'�� ��� ��&�����
A
B
C
ν1
ν3
ν2
��3��� %8%, �����" ������� �� �����& ����� �� (�1������� �� �,)
%�+ :�9������ �4 ��15�����0 ��1�0�1� %*
���*&�����*�&$ �� �'��� �� !� ) 6263�) �'��5 �'� 1�&&� ��(� 1�"� ���
����' �&�� �'� 1��� ����"����) �'�� �� ��� �� �'� �����& (�1������� �� �'��
����& ��� �� "�&&�� �'� �$������" .��2#'���0 �����"'�� (�1������) �� �'� ���&
�, ��&�"*&�5 ��� ���8*��"$ .�60 �� "�) 654+3 "��6) ����5 �� �����"' ���
�
� 1��� ��� �'���� �'� ��'��5 ��� ��&���� �&& �'� 1�&&� ���*&�����*�&$
.!� ) 6263�0) �'�� �� ����'�� �����& (�1������ ��� �� "�&&�� �'� �����$������"
.�*�2��2#'���0 �����"'�� (�1������) �� �'� �, ��&�"*&�5 ��� ���8*��"$
.�40 �� "�) ,54-3 "��6) !���&&$5 �� "������� �'� "��� �'��� �'� �'��� 1�&&�
��� ��(�� �� �'� #��#����"*&�� ����"���� ��� ��&����� ���*&�����*�&$
.!� ) 62630) �'�� �� �'� �'��� �$#� �� �����& (�1������ "�&&�� �'� .�$�2
�����"0 1����� (�1������) �� �'� �, ��&�"*&�5 ��� ���8*��"$ .�,0 ��
"�) ::/ "��6)
*##��� �'�� �� ������ �'�� ��"'���"�& ����& ���' � '�����) �'��5 �'��
����& ��*&� #������ �� �������&$ "��#&�"���������� �'�� '�� �� ����&����$
�� �'� �����& (�1������� F*�� ���������) 9���(��5 �� �'�� "��#&�"����������
�� #'��� ��#'�� ���' � ����1��"�#�" "����� ���' ��� ���8*��"$ ��F*���� ��
�'�� �� �'� �����& (�1������5 �� ��*&� ��� �'�� ��"' �����& (�1������ �'���
�� !� ) 6263 �� #�������� ����'�*&&$) �� ���& "����5 �'� ����1��"�#�" "����� ��
��#&�"�� 1$ �� �� �� ����� �����*���� �'�� ����"�� ��&$ �'� �����& (�1��2
�����)
��"���"'����"����(� �� �'�������"����� .-���,05 ���2������&�"*&�'��
4� �� ���� �� ������� �� ������) 9���(��5 �'� 4� ��"&*��� ��� �� ���� ��
������� ��� ������ ���� �����&������& ������� �� �'� �'�&� ��&�"*&� �� �'�
�'��� ����"����� ��� ���������& ������� �� �'� �'�&� ��&�"*&� �1�*� �'� �'���
#���"�#�& ���� �� ��������5�'�"' � �'��* ' �'� "����� �� ��(��$) �'*�5 �'� ���
(�1�������& �� ���� �� ������� .�*�1�� �������& (�1�������0 �� 4� � :) �� �'�
"��� �� &����� ��&�"*&��5 �� 1�"���� 4� � - ���"� �'� �������� �1�*� �'�
��&�"*&�� ���� ���� ��� �����) �� �'� "��� �� �'� �, ��&�"*&�5 �� '�(�
4� 4� - � + �����& (�1������� �'��� �� !� ) 6266) �� �'�*&� 1� ����� �'��
�, ��� �,� '�(� �'� ���� ���8*��"$ ��� ��� ��������� ��&$ �� �'� ����"���� ��
(�1������ 1$ 73�) *"' � #��� �� "�&&�� � ��� �� ��*1&$ �� ������� (�1�������)
��&$ ��� �*"' (�1������� ��� �� ����� �� *��8*� ���"� ����&�� (�1������� ��
��$ ��'�� ����"����� "�� 1� ��#������ �� � &����� "��1������� �� �, ��� �,�)
!� *�� 626, �&&*������� �'� �'��� �����& (�1������� .4� 4� : � 40 �� �'�
9,���&�"*&�)
�'������"�& ���������� �� �����& (�1������� ��&& 1� ���"��1�� ��
�"���� 6),3) 9���5 �� �� �*�D"���� �� ��$ �'�� �� ���� ���� KK�����& "�2
���������>> 2652, ��� 24 ��� �'� �����& (�1������� �*"' �� �'� �65 �,��� �45 ���#�"��(�&$5 �� !� ) 626,5 ��� �'�� �'� ��&������'�# 1������ �
��� �� �����& "���������� ��� � ��� �� �������� "���������� .�65 �,5 � � �0�� �(�� 1$
&, ��7��� %� "� �0 �����5
= 1340
667
2350
cm−1
ν2b
ν2a
+ − +
0=C=0
ν1( g+)
ν2(Πu)
ν3( u+)
D�h
��3��� %8%% �����& ����� �� (�1������ �� �, .� ��� � ������ (�1������� ��� *#���� ���
��������5 ���#�"��(�&$5 �� ����"���� #��#����"*&�� �� �'� #�#�� #&���0)
3657
H2O cm−1
1595
3756
C2v
ν1(A1)
ν2(A1)
ν3(B2)
xz
y
��3��� %8%& �����& ����� �� (�1������� �� 9,�)
�6 � '6626 � '6,2, � � � � 5
�, � ',626 � ',,2, � � � � 5
� � � 5
.62++0
�� �'�� �'� ����� �� �����& (�1������� "�� 1� ��#������ �� ����� �� ��������
"���������� �� �'� '�3 ����� ��� "�&"*&����)
%�+ :�9������ �4 ��15�����0 ��1�0�1� &%
%�' �1�0���� ��1� 4�� ��4����2 ��2 ����� 7�0���
�� ��������� �'��'�� �'� (�1������ �� �"��(� �� �'� �� �������� �#�"���5 �'�
��&�"���� �*&�� �*�� 1� �##&��� �� ��"' �����& (�1������) ��"� �'� ��� ���
�� �� ��� ����� �#�"��� ��� ������&$ ��������� . �"���� 6)+05 �'��� ��&�"2
���� �*&�� ��� �&�� ������"��(�&$ ���������) �""����� �� 8*���*� ��"'���"�
.6;5670 � (�1������ �� ��2�"��(� �� �'� ��#�&� ������ �� "'�� �� �*��� �'�
(�1������ ��� �� �����2�"��(� �� �'� #�&���C�1�&��$ �� "'�� �� �*���
�'� (�1������)
�'� �� �"��(��$ �� ���&& ��&�"*&�� "�� 1� ���������� 1$ ���#�"���� �� �'�
���� �� � �����& (�1������ .�����& ����0) �1(��*�&$5 �'� (�1������ �� �
'���#�&�� �������" ��&�"*&� �� ��� ��2�"��(�5 �'����� �'�� �� � '�����#�&��
�������" ��&�"*&� �� ��2�"��(�) �� �'��� �� !� ) 62645 �'� ��#�&� ������
�� �'� 9,���&�"*&� �� "'�� �� �*��� ��"' �����& (�1������) �'*�5 �&& �'���
(�1������� ��� ��2�"��(�) !��� ���#�"���� �� !� ) 62665 ��� "�� �����&$
��� �'�� �, ��� �4 �� �'� �, ��&�"*&� ��� ��2�"��(�5 �'����� �6 �� ��� ��2
�"��(�)
�� ���"*�� ����� �"��(��$5 &�� *� "������� �'� ���*�� �� �'� #�&���C�1�&��$
.0 ������*"�� �� �"���� 6)+) ?'�� � ��&�"*&� �� #&�"�� �� �� �&�"���" D�&�
.&���� 1���05 �� �*����� ���������� ���"� �'� #�����(�&$ "'�� �� �*"&�� ���
�����"��� ������ �'� �� ���(� #�&�5 ��� �&�"����� ������ �'� #�����(� #�&�
.!� ) 626+0) �'�� "'�� � ��#������� #���*"�� �� ���*"�� ��#�&� ������ .*0
�(�� 1$
* � #� .62+-0�
+ q − qq = 0
ν1
ν2
ν3
μ
��3��� %8%( '�� � �� ��#�&� ������ ��� 9,� ��&�"*&� �*��� ��"' �����& (�1������)
M� ���� �""*���� ��#������� �� �(�� 1$ �8) 426 �� '�#��� 4)
&& ��7��� %� "� �0 �����5
− δ
−
+ δ
+
− δ
−
+ δ
+
hν
��3��� %8%- ��&���C����� �� � �������" ��&�"*&� �� �� �&�"���" D�&�)
�� �"�*�& ��&�"*&��5 �*"' � ���#&� ��&������'�# ���� ��� '�&� ���"� 1��'* ���
# ��� (�"���� "�������� �� �'��� "��#������ �� �'� -� � ��� , ����"�����)
�'*�5 �8) .62+-0 �*�� 1� ������� ��
*- � --#- � -�#� � -,#,5
*� � �-#- � ��#� � �,#,5
*, � ,-#- � ,�#� � ,,#,�
.62+:0
�� ������ ����5 �'�� �� ������� ��
*-*�*,
�
�� �
-- -� -,�- �� �,,- ,� ,,
�
�� #-
#�#,
�
�� .62+/0
�'� D��� ������ �� �'� �� '�2'��� ���� �� "�&&�� �'� "����,����� �����) ��
�����& ����� �"������� 5 �'�� ������ �� �$������"I -� � �,5 -, � ,- ����, � ,�) �""����� �� 8*���*� ��"'���"�5 �'� (�1������ �� �����2�"��(� ��
��� �� �'��� "��#������ �� �'� #�&���C�1�&��$ ������ �� "'�� �� �*��� �'�
(�1������)
�� �'� "��� �� ���&& ��&�"*&��5 �� �� ���$ �� ��� �'��'�� �� ��� �'� #�&���C2
�1�&��$ "'�� �� �*��� �'� (�1������) ������� �������" ��&�"*&�� �*"' �� 9,
�� &����� ��&�"*&�� �*"' �� �,) �'��� �&�"���� "&�*�� '�(� �� �&�� ����
����� ��&�� &��� �'�#� ���' "��"*&�� "����2��"�����) �� �'��� ��&�"*&��5 �'�
�&�"����� ��� ���� #�&���C�1&� .� &�� �� 0 �&�� �'� "'���"�& 1��� �'�� ��
�'� ����"���� #��#����"*&�� �� ��) �� �� #&�� � . �� �'� �2����"����0 ����
�'� "����� �� ��(��$ �� �&& ����"�����5 �� ��� *# ���' � �'���2����������&
�*���"�) ��(�������&&$5 �� #&�� 6������
���'�� �'�� � ����&� ��� "�&& �'�
���*&��� �'���2����������& 1��$ � "����,����� ����"����) !� *�� 626- �'���
�'� "'�� �� �� �*"' �� �&&�#���� �*��� �'� (�1������� �� �'� �, ��&�"*&�)
�� ����� �� �'� #�&���C�1�&��$ �&&�#����5 �'� (�1������ �� �����2�"��(� �� �'�
��,�� ��"� �� �������� "'�� �� �*��� �'� �����& (�1������) �� �'� �6(�1������5 �'� ��C� �� �'� �&&�#���� �� "'�� �� I �'� ��� ���& �&������ .--5 ����� ,,0 ��� "'�� �� ���*&�����*�&$) �'*�5 �� �� �����2�"��(�) �&�'�* ' �'�
��C� �� �'� �&&�#���� �� "'�� �� �*��� �'� �4 (�1������5 �'� �&&�#����� ��
%�' �1�0���� ��1� 4�� ��4����2 ��2 ����� 7�0��� &(
O C O O C O O C O
O C O O C O O C O
O OC
O C OO O
C
n2
n3
n1
+ q q = 0 - q
��3��� %8%. '�� �� �� #�&���C�1�&��$ �&&�#����� �*��� (�1������ �� �, ��&�"*&�)
+ q q = 0
(dα/dq)o = 0
− q
n1
α0
+ q q = 0
(dα/dq)o = 0
− q
n3
α0
��3��� %8%+ ��������"� 1������ �6 ��� �4 (�1������� �� �, ��&�"*&�)
��� ����������#&�"������ .�� �����0 ��� ���"�&$ �'� ���� �� �'�� "���) �'*�5
�'�� (�1������ �� ��� �����2�"��(� �� �� "������� � ���&& ���#&�"�����) �'�
��������"� 1������ �'� �6 ��� �4 �� �'��� �� !� ) 626:) ���� �'�� �'� �����
�"��(��$ �� ���������� 1$ .����03 .�&�#� ���� �'� �8*�&�1��*� #�������0)
�*��� �'� �, (�1������5 �'� �'�#� �� �'� �&&�#���� �� �#'���2&��� �� ��� �������
"��D *�������) 9���(��5 �'� ��C� ��� �'�#� �� �'� �&&�#���� ��� ���"�&$ �'�
���� ���� �����) �'*�5 �� �� ��� �����2�"��(� ��� �'� ���� ������ �� �'�� ��
�4)�� �'��� ����#&�� �'��5 �� �� ��� ��"�����$ �� D *�� �*� �'� ���"� ��C�5 �'�#�
�� ����������� �� �'� �&&�#���� �� ��������� ����� �"��(��$)
&- ��7��� %� "� �0 �����5
H
O
H HO
H HO
H
H O H HO
H H
O
H
H
OH
HO
HH
O
H
n3
n2
n1
+ q q = 0 - q
��3��� %8%' '�� �� �� #�&���C�1�&��$ �&&�#���� �*��� �����& (�1������� �� 9,� ��&�"*&�)
!� *�� 626/ �&&*������� �'� "'�� �� �� �'� #�&���C�1�&��$ �&&�#���� �*��� �'�
�����& (�1������� �� �'� 9,���&�"*&�) ��� �6 (�1������ �� �����2�"��(�5 �� ��
�'� �6 (�1������ �� �,) �'� �, (�1������ �� �&�� �����2�"��(� 1�"�*�� �'�
��"� �� �'� �&&�#���� �� ��������� �� �� ��� ��) �� ����� �� �'� #�&���C�1�&��$
������5 --5 �� ��� ,, ��� �&& "'�� �� ���' ��������� �����) !���&&$5 �'� �4(�1������ �� �����2�"��(� 1�"�*�� �'� �������� �� �'� �&&�#���� �� "'�� ��
�*��� �'� (�1������) �'�� �"��(��$ �""*�� 1�"�*�� �� ���2��� ���& �&����� .�,�� �'�� "���0 �� "'�� �� )
��� �'�*&� ���� �'��5 �� �,5 �'� (�1������ �'�� �� �$������" ���' ���#�"�
�� �'� "����� �� �$�����$ .�60 �� �����2�"��(� 1*� ��� ��2�"��(�5 �'�����
�'��� �'�� ��� �����$������" ���' ���#�"� �� �'� "����� �� �$�����$ .�,��� �40 ��� ��2�"��(� 1*� ��� �����2�"��(�) �'�� "�������� �� "�&&�� �'�
!��� �-������� "�����"�� ��� '�&�� ��� ��$ ��&�"*&�� '�(�� � "����� ��
�$�����$)M
�'� #��"���� ����#&�� ����������� �'�� �� ��� ����� �"��(����� "�� 1�
���������� 1$ ���#�"���� �� �'� �����& ����) &���&$5 �*"' � ���#&� �#2
#���"' �� ��� �##&�"�1&� �� &�� � ��� "��#&�� ��&�"*&��) �� ��&& 1� �'��� ��
�"���� 6)6+5 ��*# �'���$ #��(���� �&� ��� ���'��� �� ��������� �� ���
����� �"��(����� �� �����& (�1������� �� �*"' ��&�"*&��)
M�'�� #���"�#&� '�&�� �(�� �� � ��&�"*&� '�� �� ���� �� �'� "����� �� �$�����$ .�) )5 1��C���0)
%�' �1�0���� ��1� 4�� ��4����2 ��2 ����� 7�0��� &.
%�) ����� /�� � ��4����2 7�0��� 0�75
�&�'�* ' �� ��� ����� �#�"����"�#��� ��� ����&�� �� �'�� 1��' ��"'��8*��
#��(��� ����������� �� (�1�������& ���8*��"���5 �'��� ��� ���$ ��(���� ��
��� �����(���� �� *��8*� �� ��"' �#�"����"�#$) ��� �� �'��� ��� &����� '���)
6) �� ������ �� �"���� 6)/5 ��&�"���� �*&�� ��� ������&$ ��������� 1������ ��
��� ����� �#�"����"�#���) �'*�5 ���� (�1������� ��� ��&$ �����2�"��(�
�'�&� ��'��� ��� ��&$ ��2�"��(�) �$#�"�& ����#&�� ��� ��*�� �� ��&�"*&��
'�(�� � "����� �� �$�����$ ��� �'�"' �'� �*�*�& ��"&*���� �*&� '�&��) ��
�����&5 � (�1������ �� ��2�"��(�5 �����2�"��(�5 �� �"��(� �� 1��'I '���(��5
����&&$ �$������" (�1������� ��� �&��$� �����2�"��(�)
,) ��� (�1������� ��� ��'�����&$ ���� �� �� ��� ����� �� ����� �#�"���)
����#&�� ��� �'� �����"'�� (�1������� �� �'� ���5��
5 ��� 5
� ���
�
1����) �� �����&5 (�1������� ��� ����� �� ����� �� �'� 1��� ��
"�(�&���5 ��� ����� �� �� �� �'� 1��� �� ����" .��
95��
90) !�� "�(�&���
1����5 �'� ����� �� ��&���(� ����������� �� �'� ���5��
��� �
1���
�����"'�� (�1������� �� ����� �#�"��� �� �1�*� 4%,%6)M ������ (�1�������
��� �����&&$ ������ �'�� �����"'�� (�1������� �� ����� �#�"���)
4) ����*������� �� ��#�&���C����� ������ #��(��� ��&��1&� �����������
�1�*� �'� �$�����$ �� � �����& (�1������ �� ��&*���� . �"���� 6)70) *"'
����������� "�� ��� 1� �1������ ���� �� �#�"��� �� ��&*����� �'��� ��&2
�"*&�� ��� ������&$ ����������)
+) ���� �'� �������"� ����� ����"� . �"���� 6)6-05 �� �� #����1&� �� ��&�"�2
�(�&$ ��'��"� (�1������� �� � #����"*&�� "'����#'���" ��*# �� �'� ��&�"*&�)
�'�� �� #����"*&��&$ ��(���� ��*� �� (�1�������& ��*���� �� &�� � 1��&� �"�&
��&�"*&�� "�������� "'����#'���" ��*#� . �"����� +)6 ��� :)6)0
-) ��"� �'� �������� �� �'� &���� 1��� �� �����&&$ 6<,��5 ��&$ � ���&&
���#&� ���� �� ������ �� �1���� ����� �#�"���) �'�� �� � ���� ��(���� � �(��
"��(�������& �� �#�"����"�#$ �'�� ��&$ � ���&& 8*�����$ �� �'� ���#&� .�*"'
�� �����#�" "'���"�&�0 �� �(��&�1&�)
:) ��"� ����� �� � ���� ����� �"�������5 ����� �#�"��� �� ���#&�� ��
�8*��*� ��&*���� "�� 1� �1������ ���'�*� ��F�� ����������"� ���� �����
(�1�������) �'*�5 ����� �#�"����"�#$ �� ����& ��� �'� ��*���� �� 1��&� �"�&
"��#�*��� �� �8*��*� ��&*����) �� "�������5 �� �#�"����"�#$ �*����� ����
�'� ����� �1���#���� �� �����)
M�� �����&5 �'� ��������$ �� ����� �"������� ��"������ �� �'� .����03 1�"���� &�� ��)
&+ ��7��� %� "� �0 �����5
/) ����� �#�"��� �� '$ ���"�#�" ������ ���2�������(� "��#�*��� "�� 1�
�1������ 1$ #&�"�� �'� ���#&� �� ���&�� &��� �*1�� ) �� �� �#�"����"�#$5 �'��
�� ��� #����1&� ���"� &��� �*1�� �1���1� �� ���������)
;) �� ����� �#�"����"�#$5 �'� �� ��� ���� +5333 �� -3 "��6 "�� 1� "�(����
1$ � ��� &� ��"����� ) �� "�������5 ����� �5 1��� �#&������5 D&���� ��� ����"����
�*�� 1� "'�� �� �� "�(�� �'� ���� �� ��� 1$ �� �#�"����"�#$)
��� �����(���� �� �� ����� �#�"����"�#$ ��� �'� ��&&���� %
6) � &���� ��*�"� �� ������ �� �1���(� ���� ����� �"������� ) �'�� ��$
"�*�� &�"�& '����� ������ #'�����"��#�������5 ��#�"��&&$ �� �������"�
����� ��*���� . �"���� 6)6-0 �'��� �'� &���� ���8*��"$ �� ��&�1�����&$ �*���
�� �'� �1���#���� 1��� �� �'� ��&�"*&�)
,) ��� "��#�*��� H*����"� �'�� ���������� 1$ �'� &���� 1���)
4) �� �� ���� ���D"*&� �� �1���� ���������& ��� ��������<(�1������ �#�"���
���' '� ' ����&*���� �� ����� �'�� �� �� �#�"����"�#$) �'�� �� 1�"�*��
����� �#�"��� ��� �1���(�� �� �'� �B2(���1&� �� ��� �'��� '� ' ����&(��
#���� �� ���D"*&� �� �1����)
+) �'� ����� �� �'� ��� ����� �$���� "���� �*"' ���� �'�� � "��(�������&
!�2�� �#�"���#'�������� �&�'�* ' &��� ��#����(� (������� '�(� �##�����
�'�"' ��� ���&&�� ��� #����1&� ��� �*���1&� ��� #��"��� �##&�"������ . �"����
,2630)
!���&&$5 �� �'�*&� 1� ����� �'�� (�1�������& .1��' �� ��� �����0 �#�"����2
"�#$ �� *��8*� �� �'�� �� �� �##&�"�1&� �� �'� ��&�� ����� �� ��&& �� �� �'� ����*�
����� ��� ��&*����) �� "�������5 @2��$ ������"���� �� �##&�"�1&� ��&$ ��
�'� "�$���&&��� �����5 �'����� ��� �#�"����"�#$ �� �##&�"�1&� &�� �&$ �� �'�
���#&� �� ��&*����)
%�* ��7�1��������� �����
�� ������ �� �'� #��"���� ��"����5 ��#�&���C����� ������ �� ����� 1����
#��(��� (�&*�1&� ����������� �1�*� �'� �$�����$ �� � (�1������ �'�� ��
�����#����1&� �� ����� 1��� ���� ������) !� *�� 626; �'��� � "���������
�$���� �'�"' �� *��� ��� ����*������� �� ��#�&���C����� ������) � ��&�"*&�
���*���� �� �'� ��� �� �� ���������� ���� �'� �2����"���� ���' #&��� #�&���C��
&� '� �'��� �&�"���" (�"��� ��"�&&���� �� �'� �,2#&��� .#,0) �� ��� �1���(��
�"������� ��������� ���� �'� -2����"����5 ��� ����*��� �'� ����������� �� �'�
%�* ��7�1��������� ����� &'
z
y
x
Incident laser beam
Analyzer
Scrambler
Iz (I )
Iz (I )
Iy (I )
Iy (I )
Ez
Direction ofobservation
r =
��3��� %8%) ����������� �� ���#&� ���� �'� �2����"���� ���' #&��� #�&���C�� &� '�5 ���' �'�
�&�"�����" (�"��� �� �'� ,2����"����)
�.��0 ��� ,.�,02����"����� *��� �� ���&$C��5 �'� ��#�&���C����� ����� .�"0����*��� 1$ #�&���C�� &� '� ."0 �� ��D��� 1$
�" ��� ��� �
�� �,� � � .62+;0
!� *�� ,26 �� '�#��� , �'��� �� ��#��������& "��D *������ ��� ��#�&��2
�C����� ����*������� �� 73� �"������� ������$) �� �'�� "���5 �'� #�&���C�� ��
��� *���1�"�*�� �'� ��"����� &���� 1��� �� �&���� "��#&���&$ #�&���C�� �� �'� ,
����"����) �� � #������"'������� �� #&�"�� �� ����� �� �'� &����5 � #�&���C��
�*��1� �������� �����*��"��#&���#�&���C�����)�'��"���1&�� ."�$���&8*���C
��� �0 �*�� �&��$� 1� #&�"�� ����� �'� ���&$C�� ���"� �'� ����"'�������
����� � �'����������� ��D"���"��� ��������#�&���C�� &� '�)!�� �����������
�� #��"��� ����*������� �� ��#�&���C����� ������5 ��� ����) ,6<,+)
*##��� �'�� � �����'����& ��&�"*&� �*"' �� &+ �� ���������� 1$ #&���
#�&���C�� &� '� .#,0) �'��5 �'� ���*"�� ��#�&� . �"���� 6)/0 �&�� ��"�&&���� ��
�'� ���� �,2#&���) �� �'� ��&�"*&� �� #�������� �'� ����&&$ �$������" (�1��2
����5 �'� #�&���C�1�&��$ �&&�#���� �� �&��$� �#'���2&���I ����&$5 �'� ��&�"*&� ��
#�&���C�� �8*�&&$ �� �(��$ ����"����) ����� �*"' � "��"*�����"�5 ��.��0 � 3
���"� �'� ��"�&&���� ��#�&� ������� �'� ��������� �� "��D��� �� �'� -,2#&���)
�'*�5 �# � 3) *"' � (�1������ �� "�&&�� "����,�� .�11��(����� �� "0) �� &�8*���
��� ��&*�����5 ��&�"*&�� ���� ������ ������������) �� �'�� "��"&*���� '�&��
���"� �'� #�&���C�1�&��$ �&&�#���� �� �#'���"�& �'��* '�*� �'� ����&&$ �$������"
(�1������)
�� �'� ��&�"*&� �� #�������� � ���2����&&$ �$������" (�1������5 �'� #�&��2
�C�1�&��$ �&&�#���� "'�� �� ��� �'�#� ���� � �#'��� �� �� �&&�#���� �*��� �'�
&) ��7��� %� "� �0 �����5
(�1������) �'��5 �'� ���*"�� ��#�&� ��*&� 1� &�� ��� �&�� �'� ����"���� ��
&�� ��� #�&���C�1�&��$5 ����&$ �&�� ��� �� �'� ����� ���� �� �'� �&&�#����)
��"� �'��� ���� ��*&� 1� ������&$ �������� �� &�8*��� ��� ��&*�����5 �'�
���*"�� ��#�&� ������� ��*&� �&�� 1� ������&$ ��������) �� �'�� "���5 �'� �#�� ���C���5 ��� �'� (�1������ �� "�&&�� ��"����,�� .�11��(����� �� �"0) �'���2
���"�&&$5 �� "�� �'�� .,-0 �'��
�# � 4�� � -��
63�3 � +��.62+70
�'���
�3 � 6
4-- � �� � ,,� �,
5
�� � 6
4-- � ��� �,� �� � ,,
� �,� ,, � --� �,� �
� 6
,-� � �-� �,� �, � ,�
� �,� -, � ,-� �,� �
5
�� � 6
,-� � �-� �,� -, � ,-� �,� �, � ,�
� �,� ��
�� �����& ����� �"������� 5 � � 3 ���"� �'� #�&���C�1�&��$ ������ �� �$�2
�����") �'��5 .62+70 1�"����
�# � 4��
63�3 � +��.62-30
!�� ����&&$ �$������" (�1�������5 �3 � 3 ��� �� � 3) �'*�5 3 � �# � 4+
.#�&���C��0) !�� ���2����&&$ �$������" (�1�������5 �3 � 3 ��� �� � 3) �'��5
�# � 4+.��#�&���C��0)
�� �������"� ����� �"������� .�� �� 305 �� �� #����1&� �� '�(� �# �4+) !��
����#&�5 �� -� � ��- ��� �'� �������� ���2��� ���& �&������ ��� C���5
�3 � �� � 3 ��� �� �� 3) �'��5 .62+70 �(�� �# � �) �'�� �� "�&&�� ��!����
.�� �������0 "����,��� .�11��(����� �� �# �� �#0) �� ��&& 1� �'��� �� �"����
6)6-5 �������"� ����� �#�"��� �� ����&&�#�#'$���� ��'�1�� #�&���C�� .�6�0
��� ��#�&���C�� .'6� ��� ',�0 (�1������� �� ��&& �� �'��� �� �����&�*� .��
��(����0 #�&���C����� .�,�0)
!� *�� 6267 �'��� �'� ����� �#�"��� �� &+ �1������ ���' 73� �"������� ������$) �� �'�� "���5 �'� �# (�&*�� �1������ ���� 3)3, ��� �'� ����&&$
�$������" .+-7 "��60 ��� 3)/- ��� �'� ���2����&&$ �$������" ����� .46+
��� ,6; "��60) !�� �# (�&*�� �� ��'�� �"������� ������$5 ��� ���) ,:)
�&�'�* ' #�&���C����� ���� ��� �����&&$ �1������ ��� &�8*��� ��� ��� &�
"�$���&�5M �� �� #����1&� �� ����*�� ��#�&���C����� ������ �� ����� &���� ����
��&��� 1$ �*�#����� �'�� �� � �������& ���' ����&�� ����� �� �����"���� .,/0)
M!�� �� ����#&� �� �'� *�� �� #�&���C������� �#�"��� �� "�&"��� ��� &� "�$���&5 ��� �"���� 6)67)
%�* ��7�1��������� ����� &*
200
218
314
459
CCl4
300 400
Δn / cm−1
500~
��3��� %8%* ����� �#�"��*� �� &+ .-33<,33 "��60 �� #���&&�& ��� #��#����"*&�� #�&���C�2
���� .+;; �� ��"�������0)
�'� *�� �� �*�#������� "�� 1� "��"*�(����� 1$ ����� "��1�� 1&�"� �� *�
.,;0) �'� �*�"���� �� ���� .1&�"�0 ������(�� �##���� �� 1� ��&���� �� � ���*"2
���� �� �'� #���������� ��#�' �� �'� &���� 1���5 "�*��� �� �����*����� ��
��H�"��� �� �����"��(� ���������5 �'�"' �� �"���1&�� ��&���(� �� #�&���C�����)
%�%, ��� ��0�7� �4 5�����5
�'� (����*� ��#��������& ���&� �'�� ��� *��&�C�� ����$ �� ��&(� ���*"�*��&
#��1&��� �� "'������$5 �*"' �� �����5 ��������5 ���5 �� ����" ����*��2
����� ��� �'� ������"���� ���'��� .�&�"����5 @2��$5 ��� ��*����05 ��� 1����
�� �$�����$ "�������������) ����8*���&$5 �'� �$�����$ "��"�#� �� �##&���
�� ��&�"*&�� �� �'*� (��$ ��#������)
$�����$ ��$ 1� ��D��� �� � ������'�����"�& �����5 �'��� �� �� ����"�2
���� ���' 1��*�$N���' #&����� #��#������� �� �� *&����$ �� ����5 '������2
�*� ����� �����5 �� � �� *&�� ��#������� �� "������ "'���"�������"� .�) )5
(, ��7��� %� "� �0 �����5