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【傅里叶红外光谱可以测原子吗为什么不能测电子】傅里叶红外光谱分析仪原理与电子、原子的测量

承天示优官方账号 2023-05-30 资讯 376 views 0


傅里叶红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR)是一种常见的分析技术,可用于检测和鉴定样品中存在的化学物质。其主要基于物质吸收特定波长下的辐射能量,并通过记录来自激发后去激发时所产生的辐射可以了解到物质组成及结构信息。

虽然该方法适用范围广泛且精度高,但由于FTIR只适合对振动部位相异性比较大、并具有极性键或存在氢键等情况下进行检测,在某些情况下并不适合对来自电子作用类型的信号进行检测。同时也无法直接观数字级别出现在谱线上与特殊金属原子间传导时微弱电磁场形成共振耦合而产生背景消失效应。

因此,在实践应用过程中FTIR通常被限制在大型快速反应以及确立样品特征指纹识别等方面使用,而不能广泛地运用于电荷转移体系或掺杂半导体等属于非线性光学特性的物质。

此外,由于电子本身无法较为明显地表现出振动类型和波长差异,因此FTIR也不适合用于电子的测量。相比之下,在原子研究方面,傅里叶变换近红外光谱(Fourier Transform Near Infrared Spectroscopy, FT-NIR)等方法早先被应用,并且在大分子结构、凝聚态材料及高温氧化反应情况时具有很好的实验效果。

综上所述,尽管FTIR在某些领域表现优越并得到广泛使用,在其他一些方面却存在局限性并不能满足需求。因而科学家们会对不同分析场景选择合适技术手段进行探究。

傅里叶红外光谱分析仪原理

傅里叶变换红外光谱是利用一个与样品共存的干涉仪来检测一个窗口内所有波数(或者说频率)范围内吸收带强度所制成的图形/曲线。以多个连续信号都可以表示成各种基础震荡模式即选定参考点处(例如零时间),记录振荡模式的相对时刻,则该时间就是一维傅里叶变换下的频率,反之则为波数。

在实验室条件下,使用FTIR仪器进行光谱分析需要如下步骤:

1. 获得样品所需的规格、数量和形态

2. 在目标区域表面涂上固定量及均匀分布的样品,并等待干材(或烘干)以去除一部分水份

3. 将预先校准好的仪器进行抑制背景成分后调整至最佳状态并开启数据采集程序

4. 让可见到近红外范围内特殊波长下专门构造出来激发控制。而通过吸收、散射或透过将入射光传导于物质内部来触发相互作用,并产生震动效应,在不同能级间转换过程中会辐出电子能级(发生跃迁反应)以及放出摩尔子振动自由度经化学键作用力运动而改变偶极矩方向情况,这些共同形成了可以被识别并测量到的信号。

5. 从获取此类光谱中获得数十万个数据点,并存储处理为人能够理解的特定形式。

6. 根据数据集合进行调研,分析物质中化学键、结构和成分等相关信息。

总之,FTIR波谱实验技术通过综合发光管/激光源产生的红外辐射以及吸收样品所导致不同反应得到特定信号,并r进一步根据量子力学模型来解释这些现象。同时由于此类方法具有简单易用性、高灵敏度及准确率好的优势,已经被广泛地应用于化工行业、环保治理和食品加工等领域中。

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