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拉曼光譜可以用來分析很多不同類型的樣品，通常包括以下種類：
固體、粉末、液體、膠體、軟膏、氣體；
無機材料、有機材料、生物材料；
純物質、混和物、溶液；
一般來說，拉曼不適合分析以下樣品：
金屬及其合金。
拉曼光譜與紅外光譜都能獲得關于分子內部各種簡正振動頻率及有關振動能級的情況，從而可以用來鑒定分子中存在的官能團。但兩者產生的原理和機制都不同，在分子結構分析中，拉曼光譜與紅外光譜相互補充，一些在紅外光譜無法檢測的信息在拉曼光譜能很好地表現出來。紅外光譜側重于檢測基團，適用于極性鍵，多用于測有機物，拉曼光譜檢測分子骨架，適用于非極性鍵，有機無機均可測試。
工作原理：
當一束頻率為v0的單色光照射到樣品上后，分子可以使入射光發生散射。大部分光只是改變光的傳播方向，從而發生散射，而穿過分子的透射光的頻率，仍與入射光的頻率相同，這時，稱這種散射稱為瑞利散射；還有一種散射光，它約占總散射光強度的 10^-6～10^-10，該散射光不僅傳播方向發生了改變，而且該散射光的頻率也發生了改變，從而不同于激發光（入射光）的頻率，因此稱該散射光為拉曼散射。在拉曼散射中，散射光頻率相對入射光頻率減少的，稱之為斯托克斯散射，因此相反的情況，頻率增加的散射，稱為反斯托克斯散射，斯托克斯散射通常要比反斯托克斯散射強得多，拉曼光譜儀通常大多測定的是斯托克斯散射，也統稱為拉曼散射。
散射光與入射光之間的頻率差v稱為拉曼位移，拉曼位移與入射光頻率無關，它只與散射分子本身的結構有關。拉曼散射是由于分子極化率的改變而產生的（電子云發生變化）。拉曼位移取決于分子振動能級的變化，不同化學鍵或基團有特征的分子振動，ΔE反映了能級的變化，因此與之對應的拉曼位移也是特征的。這是拉曼光譜可以作為分子結構定性分析的依據。
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