• 本文目录导读：
• 1、傅里叶变换原理介绍
• 2、基本概念：波长、能量、振动、伸缩和扭曲等
• 3、傅里叶红外光谱仪实验原理介绍
• 4、傅里叶红外光谱辐射仪实验原理介绍
• 5、应用领域

傅里叶变换原理介绍

在了解傅里叶红外光谱辐射仪和傅里叶红外光谱仪的工作原理之前，我们需要先了解一下基本的数学知识——傅里叶变换。在信号处理领域中，时域与频域是两种描述信号的方法。时域指随时间而变化的信号量，而频域则指不同频率成分所占据的比例。

因此，在信号处理过程中往往会需要将一个时域能够表示为许多不同频率成分组合后得到的结果。这样就可以进一步对每个单独的成分进行分析或者修改操作。而这个把时域转化为频率空间信息（即从 s(t) 转换为 S(f)）并展示出来 的技术便是 傅立叶变换。

基本概念：波长、能量、振动、伸缩和扭曲等

以物质（如有机化合物）作为检测对象，其具有不同类型固有振动，因此在不同波长的红外辐射照射下，固有振动能引起分子极性势能及其分布产生变化（即所谓拉曼散射）。而这些变化会影响物质对于光线的吸收和反射特征，从而可用来探测材料的结构性质。

通俗地说，当物质受到一定波长范围内的红外辐射时，在进行相应的伸缩或者扭曲等运动过程中对入射光发生了部分吸收。通过检测这种被转换成余弦函数模式信号 的吸收率差异 ，就可以推断出样品组成和结构信息。

傅里叶红外光谱仪实验原理介绍

傅里叶变换技术赋予了我们使用傅立叶红外光谱仪研究有机、无机物质结构与组成信息时更加精准高效的手段。简单来说，在该设备中:(1) 用黑体放电器向装有待测试样品镜头空隙处发出可调频率且连续变化区间内均匀离散 平面波 ；(2) 经过已经进行傅立叶变换处理的波形，铝广角反射镜将它们复制并之后引导进入样品；(3) 经过样品内部分子吸收带来的衰减效应后，由金属平面反向直接返回光路；在最终通过一个探测器对经过检测前后产生差异信号进行集成、放大、计算和处理得到目标结论。

傅里叶红外光谱辐射仪实验原理介绍

除了傅里叶变换之外，还有一种被广泛采用的研究物质固有振动与能量关系的手段就是哈密顿量。而基于该技术所开发出的一种称为“Fourier transform infrared radiation（FTIR）”或者 “fourier transform spectroscopy” 的设备则被用于不同类型物质固有振动频率识别及信息解析工作中。具体地说，在 FTIR 系统中：

首先，在干净通风环境中，搜集待测试样品全范围内各类完整随机震荡运动 造成的无规律性 入雾图像资料；

然后按照相关数学模型及公式把测试结果 按时间序列 进行重复采样（即取一定时间长度内区间中等距离的若干处点或直接进行拉格朗日插值）得到平稳波形图；

最后，通过计算该波谱与参考基线之间针对不同物质 固有振动所产生的瞬时信号差值 ，实现检测目标化合物激发态和其相邻特征能量层级情况。

应用领域

傅里叶红外光谱辐射仪及傅里叶红外光谱仪是广泛应用于有机和无机材料结构表征、药品质量控制等多个行业的科学研究设备。例如，在药品开发过程中需要确定成分含量、指认残留等方面，FTIR可以帮助化学家们快速且准确地获得重要信息。再例如，在食品行业中，这种设备也能够提供高度精细而可靠的营养成分诊断结果以及风味指数比对数据等。

总之，本文简单介绍了傅立叶变换原理，并详尽阐述了 傅里叶红外光谱辐射仪 及 FTIR 实验原理，这些都是化学、药品、食品等领域科技实验研究过程中必不可少的工具。

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