引言

傅里叶变换是一种广泛使用的数学工具，可将非周期信号分解为频率成分并重建该信号。在化学中，通过对基于电磁辐射的物质吸收、散射和发射过程进行量化来获得实验数据，并在谱图形式下呈现出这些结果。红外（IR）光谱法是一种常见的技术，它利用被测样品对特定波长范围内的紫外-可见-近红外光进行吸收或反射来提供关于其组成和结构的信息。而全反射傅里叶变换（FTIR）则是基于振幅增强效应设计和开发出来的新型方法。

1. 原理介绍

当涉及到能量转移时，在化学过程中最不富有争议性且已广泛使用 的技术之一就是振动寻常偏振(IR) 光谱学了。

如果我们将 IR 光束直接传递到样品中，并将它的反射或传输谱与未经样品 处理的基线进行比较，就可以获得化学引起对 IR 光的吸收和散射过程 的信息。

全反射傅里叶变换（FTIR）是红外光谱法的改进版。FTIR是一种非破坏性技术，利用样品表面附近感应出来的电场增强试剂分子而实现其检测。事实上，这种方法已被广泛地使用在生物医学、聚合物科学及环保等领域中。

2. 原理解析

当一个平行于表面入射角接近90°以内且相对于总反向折射率高很多时，在具有高反向折射率(例如金属) 材料与溶液界面处会发生全内部 反射(IR) 。然后从带有吸附分子 的硬壳材料表面散发回来 并被锁定在固体气态交界处。此时添加了ATR元件并将其压到减小间隙以增加它们之间接触点, 便能够使解决方案与ATR 元件表面之间的界面降低。

在电磁波穿透至有介质边界时，这些都会受到分离或散发，这是由于电场强度弱化而产生的。所以说对于纯净物质，在实验中要么看不见光谱峰，要么测量出来的变化幅度很小。但如果采用全反射模式，则完全可以通过试剂溶液及其表面相互作用引起振动，从而清晰可观察地获得所有 IR 谱线。

3. 应用

红外光谱法被广泛应用于分析和鉴定各种样品（例如聚合物、食品等）组成与结构 。利用FTIR技术我们能够掌握体系本身存在那些元素和官能团以及它们内部关联程度如何且无需先进行任何操作。一些常见的应 用包括：

• 医学：傅里叶红外光谱法已经被证明是一种处理癌症相关标志 物、细胞传输机制等问题的重要技术。
• 化学：在合成新的聚合物或高分子材料时，FTIR是一种常见的质量监控工具。同时它也可以用于判断产生响应失败和品质问题且有助于定性识别各种官能团。此外，还可以通过测量振动谱来进行反相催化作用研究等。
• 环保：FTIR 也广泛应用于流体处理、土壤污染和空气管制方面。例如，在普通废物管理中使用红外光谱法获得更加准确的成分信息以及开展重金属水测试

结论

全反射傅里叶变换（FTIR）与传统 IR 光谱学不同之处在于后者需要样品解离、溶液制备等操作才能够获取可信数据且往往无法处理大型，稠密采样系统 。现今许多 FTIR 系统都提供“快速扫描”功能以缩短实验时间并增强结果精度。 因此我们认为 FT-IR 是一个易于理解 ，值得推进和发展 的技术，并希望以上所述内容对读者有所启示

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