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【傅里叶红外光谱仪的原理】傅里叶红外光谱仪的原理及使用方法

承天示优官方账号 2023-04-04 资讯 444 views 0


傅里叶变换原理

傅里叶变换是一种将信号在时域和频域之间转化的数学工具。对于任何一个函数f(x),我们都可以通过傅里叶变换将其表达为各个不同频率的正弦余弦波分量,即:

F(k) = ∫{f(x)e^(-ikx)}dx

其中,k表示频率,F(k)表示经过变换后得到的复数值。

在红外光谱中,样品会吸收特定波长范围内的辐射能量并反射或透过剩余部分。因此,在进行扫描时可测出不同波长下样品吸收或发生偏振而导致入射光产生改变的情况。这些数据可以被视为横坐标上所代表实际波长(cm^-1)与其相应接收到的响应值所构成。

硬件设备组成

一般来说,基本上所有类型、型号和品牌等商业名称有区别但主要用途都是类似相近性质从原理角度解释也极度简单明了:选择需要检测物及想要检测的频率范围,安置在光学仪器光路中,对样品进行扫描、记录数据并经过处理得到所需结果。 因此,傅里叶红外光谱仪一般由以下硬件设备组成:

1. 光源:提供波长连续可调的辐射能量。

2. 采样模块:负责将被检测物制作成透明薄片或压缩为粉末等形态进入检测容器中。

3. 波长选择装置:包括一个用来将全谱区域分成小段以及在这些不同区间内选出窗口进行扫描的干涉仪系统。

4. 接收器(传感器):接收并转换为电信号后输送给计算机进行处理或打印输出。

使用步骤

1. 样品制备 – 根据需要和目标性准确制做好各个寻常状态下产生红外线时反应存在高度差别与特异性行为物质,并加工到合适形态如液体、气体、晶体等

2. 尺寸装载 – 将已制作好而且呈现合适尺寸之样品裝配于紧密密闭式附件内部

3. 调整干涉仪 – 根据所需检测的目标性波长范围而定制选择选区并将其输入系统中来开启光路

4. 开始测试 – 点击“扫描”按钮后,设备开始自动操作,并在完成之后输出数据进行分析处理。

应用领域

红外光谱技术是一种非破坏性、快速微量分析手段,广泛用于有机化学、高分子物理、材料科学以及生物医药等多个领域。常见的傅里叶红外光谱仪应用如下:

1. 有机化学:确定某种化合物的结构和含量,鉴别/比较不同成份。

2. 材料科学:评估产品质量、掌握相关工艺条件及箭靶品追踪;了解芬特利效应原因(即变形引起晶体各向异性)

3. 化工行业:针对油品加工过程中各等级产物审核与精准定位诸方面判断。

4. 生命科学:表征生物大分子肽键振动模式并施展类电场作用,在功能/结构/组装方面给予进一步深度解读等。

总之,傅里叶红外光谱仪在化学、生物、材料科学等领域均有广泛应用,是一种非常实用的分析工具。

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