2015诺贝尔物理学奖
傅里叶红外光谱仪的原理与仪器使用
傅里叶红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer，FTIR）是一种重要的分析仪器，用于分析有机物、无机物、高分子材料等物质的结构、组成和变化等信息。本文将介绍傅里叶红外光谱仪的原理与仪器使用。 红外光谱是分析物质结构和成分的重要手段之一，它基于吸收分子振动和转动所产生的红外辐射能量，得到物质的结构和成分等信息。傅里叶变换红外光谱（FTIR）是现代红外光谱学的重要发展，它利用傅里叶变换算法将吸收谱从时间域转换到频率域，使得光谱信号更加清晰，噪声更小，可以更准确地识别物质的不同成分。 实际使用FTIR仪器时，首先向样品表面辐射一束红外光，有机分子因为不同的键与原子振动产生独特的吸收光谱，然后样品与红外光交互作用，红外光谱仪测量样品通过吸收的光强度，得到样品的吸收光谱。然后对吸收光谱进行傅里叶变换，进行信号处理，得到物质的红外光谱图。 二、傅里叶变换红外光谱仪构成
FTIR主要由四个部分组成，分别是样品盒、干涉仪、检测器和计算机。
样品盒：样品盒可以承载样品进行红外光谱测量，有单晶盒、流动池盒、气溶胶生成器等多种类型，不同类型的样品盒适用不同类型的样品。
现代家用纺织品设计 干涉仪：干涉仪是FTIR的主要部分，它可以光谱信号进行干涉，从而通过傅里叶变换算法得到物质红外光谱信号。干涉仪由光源、半反射镜、移动反射镜等组件组成。
检测器：检测器是FTIR的重要部分，用于检测样品在吸收红外光后的光强度。检测器有热电偶、半导体等多种类型，可以选用不同类型的检测器适用不同类型的样品。
计算机：计算机是FTIR的智能控制中心，可以通过软件对信号进行傅里叶变换，进行信号处理和分析，得到物质的红外光谱图。
1. 样品准备
首先需要将样品制备成薄膜或粉末，以便于吸收红外光。对于液体或气体样品，可以将其置于透明的样品盒中进行测量。对于固体样品，需要将其制成薄片或研磨成粉末进行测量。
2. 校正干涉仪
校正干涉仪是FTIR的重要步骤之一，它可以确定 FTIR消除二次谐波的位置。对于新的FTIR仪器应该进行干涉仪的校正。干涉仪的校正可以通过自动程序进行，具体操作方法参考仪器说明。校正后的干涉仪保证了 FTIR能够输出准确和可靠的信号。
3. 收集谱图
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将样品放入样品盒中，利用光源辐射样品，检测器通过探测样品的吸收光强度变化，得到样品的吸收光谱。对于一般的实验室测量，可以在一定的范围内变换波数，并收集不同的光谱，往往1500-500cm-1之间的波数范围是研究有机和无机物结构的重要区间。
好作文 4. 傅里叶变换和信号处理
对吸收光谱进行傅里叶变换，进行信号处理和分析，得到物质的红外光谱图。通常会得到一组光谱图，需要对其进行扫描、对比处理等，得到清晰的光谱图，并进行结果分析和解释。
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傅里叶变换红外光谱仪是分析有机物、无机物、高分子材料等物质的结构、组成和变化等信息的重要手段，它通过对样品吸收光谱进行傅里叶变换处理，得到物质的红外光谱图。使用FTIR需要对样品进行适当的处理，校正干涉仪并进行信号处理，从而得到准确和可靠的红外光谱信息。傅里叶变换红外光谱仪广泛应用于材料科学、化学、药学、生物学和环境科学等领域，可以进行有机物、无机物、高分子材料、地质和矿物物质等的结构和组成分析。具体应用如下：
1. 有机物分析
FTIR可以用来分析各种有机物，包括药物、化妆品、食品、纤维和涂料等。可以使用FTIR确定药物中的化学键和它们之间的结构，进而确定药物的性质和用途。化妆品中的成分也可以通过FTIR进行分析，以保证产品的质量和安全性。FTIR还可以用于确定食品中的脂肪、蛋白质、糖类和其他成分，以及纤维和涂料中的化学成分。
3. 高分子材料分析
FTIR也可以用来分析各种高分子材料，包括塑料、橡胶、纤维和粘合剂等。通过FTIR可
以确定高分子材料的结构和组成，进而确定其性质和用途。可以使用FTIR确定塑料和橡胶中的基本单元、密度和强度等参数，进而确定其性能和用途。
4. 地质和矿物分析
导电复合材料 FTIR还可以用来分析环境和生物物质，例如水、土壤和生物体等。通过FTIR可以确定这些物质的组成和结构，进而确定其性质和用途。可以使用FTIR确定水中的微量物质和污染物，以及土壤中的矿物和有机物等。除了准确和可靠的分析结果，傅里叶变换红外光谱仪还有其他的优点和特点。
1. 非破坏性分析
傅里叶变换红外光谱仪可以非破坏性地进行分析，即样品不会受到损伤或改变，因此可以对样品进行多次测试或进一步的分析。
2. 高灵敏度
傅里叶变换红外光谱仪具有很高的灵敏度，可以检测非常微小的样品，通常只需要几毫克甚至几微克的样品即可进行分析。
3. 宽波长范围
傅里叶变换红外光谱仪可以测量波长范围非常广，可达到4000至400厘米^-1，覆盖了红外光谱的主要吸收频率范围。
4. 高分辨率
傅里叶变换红外光谱仪具有非常高的分辨率，使其可以很容易地区分非常接近的吸收峰，从而提供更准确的谱图信息。
5. 多样本分析
傅里叶变换红外光谱仪可以同时对多个样品进行分析，因此可以大大提高分析效率和节省时间。
6. 快速分析
傅里叶变换红外光谱仪具有快速分析的能力，可以在几分钟内完成一组谱图分析，因此可以满足现代科研、生产和质量控制的需要。
傅里叶变换红外光谱仪广泛应用于各个领域，包括化学、材料科学、生物学、医药学、环境科学等。它具有非破坏性分析、高灵敏度、宽波长范围、高分辨率、多样本分析和快速分析等优点和特点。对于学术研究、工业生产和质量控制等方面都有重要的应用价值。
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