IR 与 Raman 光谱
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跳转到“目录”路径均相对教程材料根目录(同时含 human/ 和 shared/)。先完成安装。本例读取已有 Gaussian 结果,不需要重新计算频率。
IR 强度描述模式的红外吸收强度;Raman 活性描述极化率响应,不能直接当作测得的 Raman 强度。去偏振比是散射偏振分量的比值,无量纲。
操作步骤
跳转到“操作步骤”1. 导入 P02 频率计算段
跳转到“1. 导入 P02 频率计算段”详细说明见附录 A1。
- 用主线的导入入口打开
shared/data/public/gaussian-v2/P02/water_neutral_nbo_opt_freq.out。 - 选择第 2 计算段(含
Freq和Pop=NBO),将生成的原子对象命名为 P02-frequency。第 1 段是优化段,不能用它代替频率段。 - 选中 P02-frequency,展开 N 侧栏 → 科学结果(Scientific Results),点击 刷新(Refresh)。在 结果表(Result) 中选择 Gaussian harmonic Raman modes,核对三条源记录:
| 源模式 | 频率(cm^-1) | IR 强度(km/mol) | Raman 活性(angstrom^4/amu) | 去偏振比 P | 去偏振比 U |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2170.0464 | 7.2376 | 9.2669 | 0.7246 | 0.8403 |
| 2 | 4139.9847 | 44.2869 | 47.8203 | 0.1791 | 0.3038 |
| 3 | 4391.0503 | 29.9720 | 21.5551 | 0.7500 | 0.8571 |
IR 列位于 Vibrational modes 表;Raman 表保留活性和两类去偏振比。模式显示及位移箭头见专题 12。本例 RHF/STO-3G 的谐振动结果用于学习功能,不把它当作实验峰位预测。
2. 导出展宽后的 IR
跳转到“2. 导出展宽后的 IR”详细说明见附录 A2。
- 保持 P02-frequency 活动,点击 导出科学 CSV / SVG(Export Scientific CSV / SVG),在 导出(Export) 中选择 IR 光谱(IR spectrum)。
- 设置 峰线型(Line shape)=高斯(Gaussian)、频率缩放系数(Frequency scale)=1、半高全宽(cm^-1)(FWHM (cm^-1))=16;保留 显示原始峰棒(Show original peak sticks) 与 波数横轴降序(Descending wavenumber axis) 为开启;按统一结果与 CSV/SVG选择输出位置并导出。
- 查看图中原始峰棒与展宽曲线,核对波数轴从高到低;峰棒标示原始峰身份与相对位置,不把峰棒高度和展宽曲线峰高视为相同单位。打开本次
qc-results-…/目录:peaks.csv是原始峰及显示参数,curve.csv是采样曲线,plot.svg是静态图,metadata.json保存模型与参数。 - 再以 洛伦兹(Lorentzian) 导出一份,观察尾部更长的线型。比较时保持相同频率缩放和 FWHM;重叠峰的总图高度不等于单峰原始强度。
3. 按激光与温度换算非共振 Raman
跳转到“3. 按激光与温度换算非共振 Raman”详细说明见附录 A3。
非共振 Stokes 模型描述静态极化率近似下、散射光频率低于入射光的 Raman 分支。本功能省略所有模式共用的比例常数,输出相对权重,不给绝对散射截面。
- 重新打开 导出科学 CSV / SVG(Export Scientific CSV / SVG),选择 Raman 光谱(Raman spectrum)。
- 设置以下参数,截图保存至
human/screenshots/P02-spectra-raman-dialog.png。
| 参数 | 本例设置 |
|---|---|
| 峰线型(Line shape) | 高斯(Gaussian) |
| 频率缩放系数(Frequency scale) | 1 |
| 半高全宽(FWHM (cm^-1)) | 16 |
| 激光波长(Laser wavelength (nm)) | 532 |
| 温度(Temperature (K)) | 298.15 |
| 显示原始峰棒(Show original peak sticks) | 开启 |
| 波数横轴降序(Descending wavenumber axis) | 开启 |

- 导出后打开
plot.svg,与peaks.csv中的模式身份和原始活性对照。需要保留本教程成品时,将该 SVG 复制为human/renders/P02-raman-spectrum.svg。
- 按共同保存方法保存自包含工程,保留同名
.qcdata/;本片使用 P02-spectra-portable.blend。需要进一步核对恢复结果时,可重开工程检查 P02 来源与三条模式,再导出相同参数的峰表比较。
本轮二维输出为 CSV+SVG,不提供二维 PNG。三维振动的 PNG 序列与 MP4 见专题 12 的动画输出。保存和缺失来源处理分别沿用共同保存方法和工程来源恢复。
附录:参数、原理与输入规范
跳转到“附录:参数、原理与输入规范”A1. 频率计算段与原始记录
跳转到“A1. 频率计算段与原始记录”本例读取已有 RHF/STO-3G 谐振动结果。频率、IR 强度、Raman 活性及去偏振比各有物理意义和单位;方法精度和谐振近似限制继续存在,不以本例三个峰预测实验谱。
A2. 单位面积展宽、峰棒与显示轴
跳转到“A2. 单位面积展宽、峰棒与显示轴”半高全宽(FWHM)是在峰高一半处量得的峰宽。本功能的 Gaussian、Lorentzian 核面积均为 1,因此改变宽度会改变峰高,不改变单峰积分权重。
IR 的负频模式保留在负轴并标记为虚频,零频模式不参与展宽。出现负频时先查对应计算构型和源日志,不用删除负峰来表示体系已成为极小点。
峰棒使用积分强度或模型权重轴,展宽曲线纵轴还除以波数单位;两者各有标注,不能直接比较峰高。显示原始峰棒和波数轴方向只影响绘图,不改变源模式、频率或峰权重。
A3. 非共振 Raman 权重与保存
跳转到“A3. 非共振 Raman 权重与保存”换算权重使用未缩放频率;频率缩放系数(Frequency scale) 只改变显示峰位。修改缩放不应改变 peaks.csv 中的 Stokes 积分权重。虚频、零频及频率不低于入射激光波数的模式不做 Stokes 换算,原始记录与排除原因继续保留。缺值不补成 0;静态响应依据未知时,先导出原始活性表,不强行生成非共振谱。
二维输出为 CSV 与静态 SVG;三维振动媒体使用专题 12。保存 .blend 与 .qcdata/ 后,重开核对来源和模式;已导出的光谱文件另行保留。