4-2傅里叶变换光谱

傅里叶变换红外光谱仪分光原理傅里叶变换红外光谱仪是一种常用的分析仪器，可以用于研究物质的结构和性质。

它通过测量物质对红外光的吸收和散射来获取物质的光谱信息。

傅里叶变换红外光谱仪的分光原理是基于傅里叶变换的原理，我们将从以下几个方面来详细介绍。

首先，我们需要了解红外光谱的基本知识。

红外光谱是指物质在红外波段的吸收光谱，红外光谱的波长范围通常从0.8微米到300微米。

物质分子在红外波段的振动会导致红外光的吸收和散射，因此，通过分析红外光谱可以获取物质的振动信息，从而研究物质的结构和性质。

傅里叶变换是一种将函数从时间域转换到频率域的数学工具。

傅里叶变换的原理是将一个信号分解成一系列的正弦或余弦函数（即正交函数），然后通过求和来重构原始信号。

在光谱分析中，利用傅里叶变换可以将时间域的信号转换为频率域的谱线，从而分析信号的频谱特征。

1.光源：傅里叶变换红外光谱仪一般采用红外光源，如热电偶或黑体辐射源，发出宽频谱的红外光。

2.选择器：光源发出的红外光经过选择器，选择器可以通过调整波长或波数来选择需要测量的光谱范围。

3.样品室：选取一定数量的样品，将样品放入样品室进行测量。

样品室通常由两块透明窗口组成，样品通过窗口与光交互。

4.分光器：分光器是傅里叶变换红外光谱仪的核心部件，它将从样品室中传出的光分解成不同频率的光，并通过光学元件收集光信号。

5.探测器：分光器分解的光信号通过光学元件聚焦到探测器上，探测器将光信号转换为电信号。

6.数据采集与处理：探测器输出的电信号经过放大和滤波等处理后，进入数据采集系统，然后进行傅里叶变换，将电信号转换为频谱信号。

通过以上步骤，我们可以得到样品的红外光谱信息。

傅里叶变换红外光谱仪在实际应用中，一般采用单束测量模式或双束测量模式。

单束测量模式可以进行实时测量，双束测量模式则可以消除光源的不稳定性等因素对测量结果的影响。

总之，傅里叶变换红外光谱仪利用傅里叶变换的原理，将物质对红外光的吸收和散射转换为频谱信号，从而获取物质的红外光谱信息。

Nicolet 670 FTIR傅里叶变换红外光谱操作使用说明书注意事项:1．保持测试环境的干燥和清洁。

2．不可在计算机上进行与实验无关的操作。

3．拷贝数据请使用新软盘。

4．认真填写实验记录、红外光谱基本原理红外光谱(Infrared Spectrometry IR)又称为振动转动光谱，是一种分子吸收光谱。

当分子受到红外光的辐射，产生振动能级(同时伴随转动能级)的跃迁，在振动(转动) 时伴有偶极矩改变者就吸收红外光子，形成红外吸收光谱。

用红外光谱法可进行物质的定性和定量分析(以定性分析为主)，从分子的特征吸收可以鉴定化合物的分子结构。

傅里叶变换红外光谱仪(简称FTIR)和其它类型红外光谱仪一样，都是用来获得物质的红外吸收光谱，但测定原理有所不同。

在色散型红外光谱仪中，光源发出的光先照射试样，而后再经分光器(光栅或棱镜)分成单色光，由检测器检测后获得吸收光谱。

但在傅里叶变换红外光谱仪中，首先是把光源发出的光经迈克尔逊干涉仪变成干涉光，再让干涉光照射样品，经检测器获得干涉图，由计算机把干涉图进行傅里叶变换而得到吸收光谱。

红外光谱根据不同的波数范围分为近红外区( 13330-4000 cm-)、中红外区(4000-650 cm-)和远红外区(650-10 cm-)。

Nicolet 670 FTIR光谱仪提供中红外区的分测试。

、试样的制备1.对试样的要求(1)试样应是单一组分的纯物质；(2)试样中不应含有游离水；(3)试样的浓度或测试厚度应合适。

2 •制样方法(1)气态试样使用气体池，先将池内空气抽走，然后吸入待测气体试样。

(2)液体试样常用的方法有液膜法和液体池法。

液膜法：沸点较高的试样，可直接滴在两片KBr盐片之间形成液膜进行测试。

取两片KBr盐片，用丙酮棉花清洗其表面并晾干。

在一盐片上滴1滴试样，另一盐片压于其上，装入到可拆式液体样品测试架中进行测定。

扫描完毕，取出盐片，用丙酮棉花清洁干净后，放回保干器内保存。

简述傅里叶变换红外光谱仪的工作原理
傅里叶变换红外光谱仪是一种常用于分析物质分子结构的仪器。

它利用傅里叶变换原理将红外辐射信号从时域转换到频域，从而获得样品的红外光谱信息。

傅里叶变换红外光谱仪的工作原理如下：
1. 光源：仪器使用一种持续发射的红外光源，通常是一个白炽灯或者一束导纳红外光。

2. 分束器：将光源发出的光分成两束，其中一束穿过样品（称为透射光），另一束不经过样品（称为参比光）。

3. 干涉仪：透射光和参比光分别进入干涉仪，其中干涉仪包含两个非平行的光路，透射光和参比光会在干涉仪中形成干涉，产生干涉信号。

4. 探测器：干涉信号通过探测器转换为电信号，并经过放大和滤波处理。

5. 数据处理：得到的电信号经过傅里叶变换，将时域信号转换为频域信号，得到样品的红外光谱信息。

这种数据处理方法能够将光谱中不同波数的特征峰分开，使得样品的各种化学成分能够被准确地鉴定和定量分析。

傅里叶变换红外光谱仪能够在红外光谱范围内扫描不同的波数，从而获得样品特征峰的信息，用于判断化学键的种类和结构、
功能团的存在与数量等。

通过分析红外光谱，可以实现对物质分子结构和化学性质的研究和分析。

傅里叶红外变换光谱仪原理
傅里叶红外变换光谱仪是一种常用的分析仪器，其原理主要包括以下几个方面：
1. 原理概述
傅里叶红外变换光谱仪是通过光谱学原理，利用物质与红外辐射相互作用产生光谱信号，再对光谱信号进行傅里叶变换，得到样品的光谱信息。

光谱信息反映了样品分子振动、转动等信息，通过对光谱信息进行解析，可以得到样品的化学组成和结构信息。

2. 仪器构成
傅里叶红外变换光谱仪主要由光源、样品室、光谱仪和数据处理系统四部分组成。

光源一般采用的是红外线灯，可以产生连续光谱；样品室用于放置样品，一般为气体室或光学窗室；光谱仪则由分束器、光栅、检测器等光学元件组成，用于分析产生的光谱信号；数据处理系统则主要用于傅里叶变换和数据分析。

3. 傅里叶变换的原理
傅里叶变换是一种数学方法，可以将时域信号转换为频域信号。

在傅里叶红外光谱分析中，物质吸收光谱信号是一个时域信号，通过傅里叶变换，可以将时域信号转换为频域信号，得到光谱信息。

4. 样品的光谱特性
样品的光谱特性是傅里叶红外光谱分析的关键。

样品的光谱特性与其化学组成和结构密切相关，不同样品的光谱特性也不同。

在样品与红外辐射相互作用时，样品中的化学键会发生振动和转动，产生一系列特征峰。

这些特征峰的位置、形状和强度可以反映样品的化学组成和结构信息。

5. 应用领域
傅里叶红外变换光谱仪广泛应用于化学、制药、食品、农业、环保、材料科学等领域。

它可以用来检测和分析无机物、有机物和生物物质等，还可以用来研究样品的结构和反应机理，为相关领域的研究和应用提供了有力的工具。

傅里叶变换红外光谱（FTIR）是一种广泛应用于化学、生物学和材料科学领域的分析技术。

它利用样品对红外光的吸收和散射来确定样品的化学成分和结构。

傅里叶变换红外光谱分析的过程涉及到复杂的光学原理和数学算法，其深度和广度远超一般人的想象。

让我们从简单的红外光谱开始。

红外光谱是指物质在接受红外辐射后发生的吸收、透射或反射现象。

这些现象与物质的分子运动和振动有关，因此可以通过观察红外光谱图来了解物质的分子结构、功能团及化学键等信息。

红外光谱是一种非常有用的分析手段，能够对各种物质进行快速、无损的分析，因此在化学、材料科学、生命科学等领域被广泛应用。

我们可以深入了解傅里叶变换红外光谱。

傅里叶变换（FT）是一种数学方法，用于将信号在时域和频域之间进行转换。

在傅里叶变换红外光谱中，FT将时间域的红外光谱信号转换为频率域的光谱信息，从而能够更准确地分析样品的化学成分和结构。

傅里叶变换的原理和算法需要深入的数学和物理知识来支撑，通过FTIR技术获得的光谱数据也需要复杂的数据处理和解释。

让我们讨论FTIR在化学和材料科学中的应用。

FTIR技术可以用于分析化合物的官能团、结构和构象，从而在有机化学合成、聚合物材料研究、医药化学等领域发挥重要作用。

FTIR还可以用于检测样品的纯度、鉴定杂质和表征材料的特性，因此在材料科学、制药工业、环境监测等领域有着广泛的应用价值。

我想共享一下我对FTIR的个人观点和理解。

作为一种高级的红外光谱分析技术，FTIR需要掌握复杂的原理和操作技巧，但其所获得的化学信息和结构信息也是非常丰富和准确的。

在我看来，FTIR不仅是一种分析手段，更是一种深入探索物质本质的工具，它的应用范围和研究意义将会越来越广泛，对于推动化学和材料科学的发展将会发挥重要作用。

总结而言，傅里叶变换红外光谱（FTIR）作为一种高级的分析技术，其深度和广度远超一般的红外光谱分析，需要深入的理论基础和实践技能来支撑。

通过FTIR技术可以获得大量的化学和结构信息，对于化学、材料科学和生命科学领域具有重要的应用价值。

傅里叶变换红外光谱的工作原理傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR）是一种常见的分析技术，主要用于无机和有机化合物的结构分析。

该技术是通过对样品的红外辐射的吸收特性进行观察和分析，来确定样品中的化学组成和分子结构。

本文将详细介绍傅里叶变换红外光谱的工作原理，并讨论其在实际应用中的优势和局限性。

傅里叶变换红外光谱技术基于一个基本原理，即不同物质在不同的频率下对红外光的吸收具有特异性。

通过观测和分析样品吸收红外辐射的能力，可以推断出样品的结构和成分。

傅里叶变换红外光谱技术通常采用的是喇曼预扫描技术，其步骤包括样品的制备和加热，以及光谱图的记录和处理。

光谱数据可以在红外光谱计中以数字信号的形式记录下来，从而可以进行定量分析和结构识别。

在傅里叶变换红外光谱中，样品被放在红外光源和检测器之间的路径上，通过光学元件来聚焦和分散样品的红外辐射。

光谱计记录样品在不同频率下的红外光谱，然后使用傅里叶变换将这些数据转换成一个时间域信号，该信号表示了样品吸收红外辐射的强度与频率的关系。

傅里叶变换红外光谱中用到的红外光谱区域包括近红外光谱、中红外光谱和远红外光谱。

中红外光谱区间是最常用的光谱区间，因为它与有机化合物和其他常见化学物质的振动频率相对应。

1. 偏光方向光学元件在分散和聚焦样品的红外辐射时，会有一个偏光方向。

这个方向控制了检测器在样品中获得的光谱信号。

2. 能量源傅里叶变换红外光谱仪使用各种稳定且可靠的红外光源，包括铟钨灯、格氏棒和钨丝灯。

这些光源都能以一定的稳定频率发出可靠的光谱信号。

3. 检测器傅里叶变换红外光谱常用的检测器有热电偶和半导体检测器两种，用于记录光谱信号和电流输出。

4. 延迟面镜延迟面镜将样品的光谱信号从衰减或光学相移中恢复，同时可以提高光谱计的性能，对于高精度的谱线位置和强度测量是必不可少的。

5. 反射方式和透射方式在傅里叶变换红外光谱技术中，还可以通过透射方式和反射方式对样品进行测量。

傅里叶变换光谱实验背景傅里叶变换光谱技术起源于19世纪中后期，一百多年来得到突飞猛进的发展。

近年来，由于计算机技术的高速发展以及探测器性能的完善，出现了信息量更大、用途更广泛、工艺更复杂的成像傅里叶变换光谱技术。

由于傅里叶变换光谱实验具有高精确性、多通道、高通量、宽光谱范围以及结构紧凑等优势，在红外光谱、紫外光谱波段有着广泛的运用。

而且，傅里叶变换光谱实验的实验结果是通过傅里叶变换，从空间域变换到频率域通过数学计算的方法得到的，该方法在当今的信息技术中具有广泛的运用。

傅里叶变换红外光谱仪由迈克耳逊干涉仪和数据处理系统组合而成,它的工作原理就是迈克耳逊干涉仪的原理。

实验原理1 傅里叶变换光谱技术简介傅里叶变换光谱技术基于迈克尔逊干涉仪结构。

在迈克尔逊干涉仪中，连续地移动其中的一个反射镜（我们称为动镜），干涉仪产生的两束相干光的光程差发生连续改变，干涉光强相应的发生改变。

若在改变光程差的同时，记录下光强接受器输出中的变换部分，就可以绘制出干涉光强随光程差的变化曲线（称之为干涉图函数）。

这样，通过计算机数据采集和快速傅里叶变换，即可得到光强的光谱分布。

2 仪器函数与光谱分辨率设有两束单色光，波数均为σ，传播方向和偏振方向相同，光程差为∆，光强都是I '，干涉光强为：)2cos(22)(cos 42∆'+'=∆'=πσπσI I I I（1）上式干涉图函数包含直流分量和余弦分量，余弦分量的周期即是单色光的波长。

假设光源发出的是含有多种光谱成分的复合光，将其分成强度相同的两束，干涉光强为：)2cos()(2)(2∆+=πσσσσσd I d I dI（2） 故在整个光谱范围内的干涉总光强为：()⎰⎰∞∞∆+=00)2cos()(σπσσσσd I c d I c I （3）上式中，c 是常数，右边第一项为常数项，与光程差无关；第二项是光程差的函数，我们将其单独写出：⎰∞∆=∆0)2cos()()(σπσσd I c I （4）由于傅里叶余弦变换的可逆性，有：⎰∞∆∆∆=0)2cos()()(d I c I πσσ （5）因此，只要测出干涉图函数曲线)(∆I ，通过傅里叶变换，即可得到相干光束的光谱分布)(σI 。

MV_RR_CNJ_0001傅里叶变换红外光谱方法通则1. 傅里叶变换红外光谱方法通则说明编号JY/T 001—1996名称(中文)傅里叶变换红外光谱方法通则(英文)General rules for Fourier transform infrared spectrometer归口单位国家教育委员会起草单位国家教育委员会主要起草人胡克良 林 水水批准日期 1997年1月22日实施日期 1997年4月1日替代规程号无适用范围本通则规定了傅里叶变换红外光谱仪近红外、中红外、远红外波段的定性、定量分析方法。

适用于各种类型的傅里叶变换红外光谱仪。

主要技术要求1定义2方法原理3试剂、材料4仪器5样品和制样方法6分析步骤7分析结果表述是否分级无检定周期(年)附录数目 4出版单位科学技术文献出版社检定用标准物质相关技术文件备注2. 傅里叶变换红外光谱方法通则的摘要本通则规定了傅里叶变换红外光谱仪近红外、中红外、远红外波段的定性、定量分析方法。

适用于各种类型的傅里叶变换红外光谱仪。

3 定义本通则采用如下定义。

3.1迈克尔逊干涉仪 Mechelson Interferometer由相互垂直的动镜、固定镜和分束器组成，移动动镜能产生明暗相间的干涉条纹。

3.2干涉图 Interferogram一般指由干涉仪产生的明暗相间的干涉条纹，在傅里叶红外光谱仪(以下简称FTIR)中指由迈克尔逊干涉仪获得的光源的复合光干涉图，其形态是零光程差极大、两边迅速衰减的对称图形，干涉图包含了入射光源光谱的全部信息。

3.3分束器 Beamsplite为一半透膜，它可使入射光50％透射，50％反射。

3.4傅里叶变换红外光谱仪(FTIR) Fourier Transform Infrared Spectrometer利用干涉调频技术和傅里叶变换方法获得物质红外光谱的仪器。

3.5衰减全反射(ATR) Attenuated Total Reflectance红外光以大于临界角入射到紧贴在样品表面的高折光指数晶体时，由于样品折光指数低于晶体，发生全反射，红外光只进入极浅的表层，只有某些频率入射光被吸收，另一些则被反射，测量这一被衰减了的辐射就得到样品的衰减全反射光谱。