傅里叶变换是一种数学工具，可以将时间域信号转化为频率域的表示方式。在分析复杂信号中得到了广泛应用，包括一个非常有用的技术——傅里叶红外光谱。该技术通过使用红外辐射来检测、识别和定量化物质样品，因此被广泛应用于许多领域。

基本原理

傅立叶变换将一个时域（即物质样品接收到的辐射）信号转换到频率域（即所发生吸收或反射的不同波长）。这意味着，在进行标本分析时，我们发送一系列特定频率/波长范围内的光最初经过样品，并且监视传递后响应它们产生。如果某些特定类型或族群存在于标本中，则相应地就会观察到这个干扰模式。

IR 光谱仪如何工作？

IR 光谱仪主要由以下部分组成：

1. 发生器：发出 IR 辐射作为样品的入射光。

2. 采样：将 IR 光发射到放置在采集区域的物质上，并测量透射或反射。

3. 探测器：记录 IR 光谱以进行分析。

当一个化合物暴露在红外辐射下时，它可以吸收这些特定波长的辐射并导致某种响应。因此，在傅里叶变换中，产生了一条曲线显示仪表和控制设备对该信号所测得数据值（即强度）与使用频率/波长表示它们之间关系.

作用

IR 光谱是许多领域如药品、食品、油气勘探等重要工具。以下是几个主要应用：

1. 物质识别和鉴定

由于每种化学键都有特定振动模式（即其固有频率），因此可以通过检查 IR 谱图确定任何给定串联中存在哪些功能群来诊断复杂分子。例如，则会观察到碳氧双键C=O 大约1600-1800 cm^-1 的振动(C-O-H) 将呈现出类似于1200-1500cm^-1 的“指纹”形状。

2. 构建复杂分子的结构

识别出化学键类型后，我们可以使用谱图来确定分子中不同功能基团之间的相对位置和数量。例如特定羧酸具有可追踪单体及其稳定多聚物。因此从傅里叶红外光谱可以推断出组成大量生物化合物如DNA, RNA等。

3. 监测样品制备过程

IR 光谱仪还是一个强大的工具，用于检查在实验室中制备分析专用试剂时是否意外加入某些不明成员或产生了其他问题（使数据无效）。 此方法还能监视混凝土、沥青等材料的硬化过程以及食品颜色变化随时间而变化。

总结

通过傅里叶原理，傅里叶红外光谱技术提供了一种极为重要且有价值的手段来研究复杂系统和流体作为全球广泛应用许多市场方面包括但不限于环保、医药卫生、食品安全评估&技术开发、地球科学勘探与更好理解天然气交易等领域中问题。

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