• 本文目录导读：
• 1、傅里叶变红外光谱原理详解
• 2、傅里叶变换红外光谱法基本原理详解

傅里叶变红外光谱原理详解

傅里叶变红外光谱（FTIR）是一种常见的分析方法，它利用物质在吸收特定波长下的辐射能量与其结构成分之间的关系，从而对化学物质进行准确鉴定、定性和定量分析。FTIR技术有很多优点，例如测量速度快、精度高、灵敏度高等。

傅里叶变换（FT）是一种将信号从时域转换到频域的数学运算。对于任意一个周期函数f(t)，它可以表示为这样一个级数：

f(t)=a0+Σ[an*cos(nω*t)+bn*sin(nω*t)]

其中a0和an,bn是实数系数,n是正整数, ω=2π/T，T为函数f(t)的周期。

根据上述公式我们可以看出，任何一个连续时间域信号都可由无穷多个不同振幅、不同相位正弦曲线组合而成。这就是“频率混响”的概念：如果没有额外条件限制，在所有可能波形之间没有明显的不同。

在FTIR中，样品与入射光相互作用时，吸收或散射部分能量。这些被吸收或者散射的辐射波长和量级都能够揭示出物质结构信息。而对于一束红外光谱线（电磁波），其强度随着时间呈现一个正余弦周期变化的规律。因此我们可以把一个红外光谱图像看成是由若干组正弦曲线叠加而成，每个正弦曲线代表了一个特定频率下的振动模式。

将该信号进行傅里叶变换就可以得到该样品所具有的所有振动模式及其相应频率、大小等数据，从而通过比对库中已知物质峰值来识别物质并定性鉴别它们的组成结构。

傅里叶变换红外光谱法基本原理详解

傅里叶变异形广义上推出了多种前沿领域技术，在化学分析领域中也派生出了许多基于FT算法分析方法。

每次FTIR检测过程包括三个主要步骤：采集样品红外透射谱、傅里叶变换处理和数据解析。其中，样品红外透射谱是样品与入射光互动后的结果，它是时域信号；而傅里叶变换则将这些原始信号从时域转化为频域成分，并得到一个称为功率或能量光谱的一系列很突出的波峰（peak）；同时，可以通过比对库中已知物质振动模式来鉴定所检测样品。

在具体实验操作中, 一般需要以下步骤：

1. 准备好待测试样品并制成均匀薄片。

2. 将红外线辐射源发送出的光能够通过KBr、NaCl等卡介质，在电离气流冷却下干燥反应头部件发生共振。产生了和被探测物相同波长（即由这种物质吸收的频率）且有某个特定相位差异连接着不同光程间距项数之和显现出密集条带是最佳激励条件。

3. 调整仪器以防止其环境影响合理精度不能达到最高水平。

FTIR技术广泛应用于无机材料、有机材料、生化制品等领域，能够确定大分子结构中的键类型和它们之间的关系。同时，FTIR还可以用来探测剂量效应（辐射对材料性质引起的损伤程度）、表征纳米粒子、研究薄膜电容以及微流体等方面。

总体上而言，傅里叶变换红外光谱仪是一种功能强大且简单易行的实验手段，广泛应用于各个研究领域中，并为我们提供了更深入了解物质本质机理及其原因成因方面新视角。

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