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傅里葉紅外光譜儀的基本工作原理

更新時間:2024-12-26      點擊次數:199
  傅里葉變換紅外光譜儀是一種廣泛應用于化學、物理、環境、材料科學等領域的分析儀器,主要用于分子結構、功能團分析及定量檢測。其基本工作原理基于傅里葉變換數學原理,通過對紅外光譜信號的分析,揭示樣品的分子振動和旋轉信息。
 
  傅里葉紅外光譜儀的工作流程可以分為以下幾個主要步驟:
 
  1、光源發射紅外光
 
  使用一個穩定的紅外光源,通常是鎢燈或黑體輻射源,發射寬范圍的紅外光。該光源的輻射包含了廣泛的波長,覆蓋了從中紅外到遠紅外的頻率范圍。
 
  2、干涉儀
 
  傅里葉紅外光譜儀的核心部件之一是干涉儀,將紅外光源發出的寬譜光通過分束器分成兩束光,一束光通過樣品,另一束光直接傳播。兩束光經過反射鏡后重新合并,產生干涉現象。根據光程差的不同,合并后的光波會形成不同的干涉圖樣。這一干涉圖樣就是所謂的干涉圖,它是包含樣品吸收信息的復合信號,包含了所有的波長信息。
 

傅里葉紅外光譜儀

 

  3、樣品吸收與干涉圖的形成
 
  紅外光通過樣品時,樣品中的分子會吸收特定波長的光。吸收發生的波長對應于樣品分子中的特定振動模式。由于不同分子和功能團具有特定的吸收峰,所以在紅外光通過樣品時,部分波長的光被吸收,形成特定的干涉圖信號。
 
  4、傅里葉變換
 
  生成的干涉圖信號是時域信號,需要通過傅里葉變換轉化為頻域信號。傅里葉變換將時域中的干涉圖轉化為標準的紅外吸收譜圖,即每個吸收峰對應一個特定的波數,反映樣品在該波長上的吸收情況。
 
  5、信號檢測與分析
 
  轉化后的紅外譜圖通過探測器進行數字化采集,結果以圖譜的形式呈現。譜圖中的各個吸收峰的波數值可以與已有的標準譜庫進行比對,從而識別樣品的分子結構、功能團以及化學組成。
 
  傅里葉紅外光譜儀通過其干涉儀和傅里葉變換算法,使得紅外光譜的獲取更為迅速、精準與高效。不僅可以提供分子振動信息,還能通過對干涉圖的處理快速生成高質量的頻域光譜,是分析樣品分子結構、功能團以及定量分析的重要工具。
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