测量了β-胡萝卜素溶解在环己醇中65~2 ℃范围内的紫外-可见吸收与共振拉曼光谱。溶液在20 ℃时转为固态。随着温度的降低，相变时吸收光谱产生较大蓝移。虽然相变后吸收光谱、拉曼光谱仍红移，拉曼散射截面仍增加，拉曼谱带线宽仍减小，但相变后的光谱随温度的变化却大幅增加。这主要是由于固相中的β胡萝卜素分子的π电子能隙对碳碳键振动调制作用增强所致。文中对这些物理现象给予了解释。

由于β胡萝卜素分子具有光敏感的特性, 同时也具有光采集、 光防护功能, 是重要的光电材料, 所以在光器件和光控温方面有重要应用。 线性多烯分子的共振拉曼光谱是π电子能隙对碳碳键振动调制的结果, 这种调制作用与外场有关, 研究其在外场下的分子结构和性能变化既有理论意义也有应用价值。 测量了β胡萝卜素分子在环己醇中341～275 K温度范围内的紫外-可见吸收光谱和共振拉曼光谱。 实验结果表明随着温度的降低, 黄琨因子和碳碳键的每个振动模的电子-声子耦合常数减小, 紫外-可见吸收光谱红移, 碳碳键拉曼散射截面增加。 295 K时溶液从液相转为固相, 溶液相变后, β胡萝卜素分子的构型变化特征能ε变大, 且使固相中的黄琨因子、 紫外-可见吸收峰波长、 电子-振动耦合系数、 拉曼散射截面都随着温度的降低变化率增加。 固相中的黄琨因子比液相中的黄琨因子大一个数量级。 液相中的构型变化特征能为εａ=0.206 7 eV, 固相中的构型变化特征能为εb=0.559 6 eV, 构型变化特征能增加, 使有效共轭长度n(T)＝n0exp(ε/kT)随温度的降低而增加的速率变大; 导致π电子能隙减小加快, 电子能隙对β胡萝卜素分子碳碳键振动的调制作用增强, 电子振动耦合系数增加, 拉曼散射截面大幅增加。

电子-声子耦合常数不仅可以反映出分子中π电子离域程度的强弱, 有效共轭长度的大小, 同时也可以表征分子中的原子和电子在外界环境作用下的相互振动耦合程度的强弱。 在一些研究中电子-声子耦合常数被定义为无量纲的系数。 应用R.Tubino等引用的一种有量纲的电子-声子耦合常数, 建立其与黄昆因子的关系式, 进而可以计算出共轭键中单个振动模的数值。 压强对多烯分子吸收光谱、 拉曼光谱频移影响的研究已有报道, 但对拉曼散射截面、 黄昆因子、 电子-声子耦合常数的研究还没有报道。 测量了β胡萝卜素分子在二硫化碳溶液中0.04～0.60 GPa的压强范围内的紫外-可见吸收光谱和共振拉曼光谱。 实验结果表明, 随着压强的增加, CS2溶液中的β胡萝卜素分子的紫外-可见吸收光谱的吸收带发生明显的红移现象, 而拉曼光谱的特征谱线却发生蓝移的现象, 拉曼散射截面减小, 电子-声子耦合常数增加。 其机理是随着压强的增加, β胡萝卜素分子被压缩又结构有序性下降, 导致电子能隙变窄, 有效共轭长度变短, π电子离域范围减小, 拉曼散射截面减小, 黄昆因子、 电子-声子耦合常数增加。

β-胡萝卜素具有光采集、 光防护功能, 又是重要的光电材料, 它在外场下的分子结构和性能变化既有理论意义也有应用价值。 测量了β-胡萝卜素在环己醇中68～26 ℃温度范围内的紫外-可见吸收、 拉曼光谱。 实验结果表明随着温度的降低, 黄琨因子和碳碳键每个振动模的电子-声子耦合常数减小, 紫外-可见吸收光谱红移, 碳碳键拉曼散射截面增加。 用线性链状多烯分子的“相干弱阻尼电子-晶格振动模型”、 “有效共轭长度模型”等理论给予了解释。 随着温度的降低, β-胡萝卜素分子的热无序减小, 分子结构有序性增加, π电子离域扩展, 有效共轭长度增加, 导致紫外-可见吸收光谱红移和强的拉曼活性。 相干弱阻尼电子-晶格振动增强, 使碳碳键拉曼散射截面增加。 引用带有量纲的电子-声子相互作用常数, 既可以与黄昆因子建立关系式, 计算出碳碳键每个振动模的数值, 也可以表征分子的有效共轭长度, π电子离域程度及拉曼散射截面的大小等。