傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)是一种用于分析物质结构和成分的高精度仪器,广泛应用于化学、材料科学、生物科学等领域。
傅里叶变换红外光谱仪通过测量样品对红外光的吸收,生成红外光谱图。其核心部件是迈克尔逊干涉仪,它将光源发出的光分为两束,形成光程差后复合产生干涉图。通过傅里叶变换,将干涉图转换为频率域的光谱图,从而获得样品的吸收光谱。
傅立叶红外光谱仪,其核心原理融合了红外光谱学与傅里叶变换数学理论。红外光谱学专注于研究物质在红外光区域(波长范围约0.75-1000微米)内的光学性质,如吸收、发射或散射红外光。当物质分子在振动或转动时,会选择性地吸收特定波长的红外光,而这些吸收波长与分子内部的化学键振动频率紧密相关。因此,红外光谱成为了分析物质分子结构和化学键信息的重要工具。
工作原理
光源与干涉仪:
FTIR使用宽波段红外光源(如硅碳棒、汞镉灯等),发出的红外光通过干涉仪(如迈克尔逊干涉仪)分成两束,形成干涉光。干涉仪通过移动反射镜产生光程差,生成时域干涉图。
傅立叶变换:
干涉图信号被检测器记录后,通过计算机进行傅立叶变换,将时域信号转换为频域光谱,得到样品的红外吸收光谱。
光谱分析:
光谱中的吸收峰对应分子中特定化学键的振动频率,可用于定性和定量分析样品的化学成分和结构。