傅立叶变换红外光谱仪.docx

傅立叶变换红外光谱仪
（一）红外光谱的原理
红外吸收光谱是物质的分子
吸收了红外辐射后，引起分子的
振动-转动能级的跃迁而形成的
光谱，因为出现在红外区，所以称之为红外光谱。由于物质对红外光具有选择性吸收，因此不同物质便有不同的红
傅立叶变换红外光谱仪
（一）红外光谱的原理
红外吸收光谱是物质的分子
吸收了红外辐射后，引起分子的
振动-转动能级的跃迁而形成的
光谱，因为出现在红外区，所以称之为红外光谱。由于物质对红外光具有选择性吸收，因此不同物质便有不同的红外吸收光谱图据此可判断物质的种类等这就是红外光谱法定性分析的依据。
名称
波长，网
波数，曲'
能级跃迁类舉
近红外区
（泛频区）
-
13300-4000
O--HX-H键的
倍频吸收
中红外区
（基本振动
区）
-50
4000-200
分子中基团振动、分子
转动
远红外区
（转动区）
50-1000
200-10
分子转动、晶格〔骨架》
振动
其中，远红外光谱是由分子转动能级跃迁产生的转动光谱；中红外和近红外光谱是由分子振动能级跃迁产生的振动光谱。只有简单的气体或气态分子才能产生纯转动光谱，而对于大量复杂的气、液、固态物质分子主要产生振动光谱。目前中红外区是研究最多的区域。
工作原理
傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）是红外光谱仪器的第三代。FTIR没有色散
元件，主要由光源、Michelson干涉仪、探测器和计算机等组成。光源发出的红外辐射，经干涉仪转变为干涉图，通过试样后得到含试样信息的干涉图，有电子计算机采集，并经过快速傅立叶变换，得到吸收强度或透光率随频率或波数变化的红外光谱图。
仪器主要部件
光源
FTIR要求光源能发出稳定、能量强、发射度小的具有连续波长的红外光。
通常使用能斯特灯、硅碳棒或涂有稀土化合物的镍铬旋状灯丝。
Michelson干涉仪
Michelson关涉仪示意图
FTIR的核心部分是Michelson干涉仪(见上图)。在相互垂直的M1和
M2之间放置一呈45度角的半透膜光束分裂器BS(beamsplitters)可使50%的入射光透过，其余部分被反射。当光源发出的入射光进入干涉仪后被BS分成两束光——透射光I和反射光口。其中，透射光I穿过BS被动镜M2反射，沿原路回到BS并被反射到探测器D；反射光口则由固定镜M1沿原路反射回来，通过BS到达D。这样在
D上所得的I光和口光是相干光。
如果进入干涉仪的是波长为入的单色光，开始时因M1和M2与BS的距离相等（此时称动镜M2处于零位）,I光和口光到达D时位相相同，发生相长干涉，亮度最大。当M2移动入射光的入/4距离时，则I光的光程变化为入/2，在D上两光相差为180度，则发生相消干涉，亮度最小。因此：
当动镜M2移动入/4的奇数倍时，则I光和口光的光程差为入/2的奇数倍，都会发生相消干涉；
当动镜M2移动入/4的偶数倍时，则I光和口光的光程差为入/2的偶数倍（即为波长的整数倍），都会发生相长干涉。
而部分相消干涉则发生在上述两种位移之间。
（3）检测器
即上述之探测器D，一般可分为热检测器和光检测器两大类。
（4）记录系统
为红外工作软件。
（二）FTIR的优点
具