적외광 부기

적외선 분광계

적외선 분광계

물질의 적외선 복사 투과율을 통과하는 기구. 결과 스펙트럼을 적외선 스펙트럼이라고 합니다. 분자의 진동 스펙트럼은 주로 적외선 밴드에 있다. 적외선 스펙트럼을 통해 분자의 키 길이와 키 각도를 결정하여 분자의 3 차원 구조를 추론할 수 있다. 얻어진 힘 상수에 따라 화학 결합의 강도를 추론할 수 있으며, 단순 진동수에서 열역학 함수를 계산할 수 있다. 적외선 스펙트럼의 가장 널리 사용되는 것은 화학 성분의 분석에 있으며, 특징 흡수봉의 강도에 따라 혼합물의 각 구성 요소 함량을 결정하는 것이다. 적외선 스펙트럼은 공인된 중요한 분석 도구이다.

발전 개요 1940 년대 중반에 이중 빔 적외선 스펙트럼이 나타났다. 대부분 프리즘을 프리즘 적외선 스펙트럼이라고 하는 분산 구성요소로 사용합니다. 50 년대 말, 래스터를 색산원소로 하는 래스터 적외선 스펙트럼이 나왔다. 기상과 대기오염 연구의 필요성과 전자기술의 발전으로 간섭 주파수 스펙트럼 기술에 기반한 푸리엽 변환 적외선 스펙트럼은 1960 년대부터 급속히 발전해 왔으며, 이 기구는 해상도가 높고 스캔 속도가 빠른 특징을 가지고 있으며, 미약한 신호와 작은 샘플의 측정에 큰 장점이 있다.

분산 적외선 스펙트럼 프리즘 적외선 스펙트럼과 래스터 적외선 스펙트럼은 모두 분산 스펙트럼이다. 대부분의 분산 이중 빔 적외선 스펙트럼은 광학 제로 밸런스 시스템을 사용합니다. 주로 광원, 단색계, 탐지기, 전자 증폭기 및 기록기구의 다섯 부분으로 구성됩니다 (그림 1 [분산 적외선 스펙트럼 다이어그램]).

샘플 광로에 샘플이 배치되지 않았거나 샘플 광로와 기준 광로의 흡수 조건이 동일한 경우 검출기는 신호를 출력하지 않습니다. 샘플을 샘플의 광로에 삽입하면 샘플의 흡수가 두 광선의 균형을 깨뜨리고 탐지기에 신호 출력이 있습니다. 확대한 후 이 신호는 참조 광로의 방사 강도가 샘플 광로의 방사 강도와 같아질 때까지 빗 다이어프램을 참조 광로로 구동하는 데 사용됩니다. 이것은 소위 광학 제로 밸런스 방법입니다. 참고광길에서 빗모양의 맹장에 의해 약화된 에너지는 견본에 흡수된 에너지와 같다. 따라서 접촉 바늘과 빗 진막이 동시에 움직일 때 샘플의 흡수율을 직접 기록합니다. 또한 일부 기기는 이중 빔 전기 비율 기록 시스템을 사용합니다. 이 시스템에서 확대한 후 감지에 출력되는 전기 신호는 빗 맹장을 구동하는 데 사용되지 않고 복조기에 입력되어 샘플 빔과 참조 빔을 나타내는 전기 신호를 조정할 수 있습니다. 이 두 개의 독립적인 전기 신호는 디지털 비율계에서 비교되고 디지털 아날로그 변환기에서 아날로그 출력 (투과율에 해당) 으로 변환되어 X-Y 레코더에 의해 기록됩니다. 이 기록 메커니즘의 가장 큰 특징은 신호 대 잡음비가 높다는 것이다.

간섭형 적외선 분광기 푸리에 변환 적외선 분광기는 주로 광학 탐지 부분과 컴퓨터 부분으로 구성되어 있다. 광학 부분은 주로 마이클슨 간섭계로 구성되어 있다. 간섭계는 푸리에 변환의 수학적 처리를 위해 광원 소스의 신호를 간섭 다이어그램으로 컴퓨터로 전송하고 간섭 다이어그램을 스펙트럼 다이어그램으로 복원합니다.

마이클슨 간섭계는 서로 수직인 평면 미러 M 과 M 과 각도 45 ~ MM 의 분광기로 구성됩니다 (그림 2 [마이클슨 간섭계 및 간섭도]). 여기서 M 은 화살표 방향을 따라 일정한 속도로 움직일 수 있습니다. M 은 고정 평면 미러가 M 과 M 반사에서 탐지기로 들어가기 전 두 광선의 광거리 차이이며 평면 미러 M 의 일정한 속도 직선 움직임에 따라 주기적으로 변경되므로 빈도가 있는 단색광의 경우 간섭 그래프의 강도는 다음과 같습니다.

() = () cos (2) 여기서 는 광 경로 차이입니다. () 는 광원 (테스트된 물체) 의 강도이며 일정한 값입니다. 다색 광원의 경우 간섭 차트 () 는 광원의 여러 주파수에서 발생하는 간섭 차트 강도의 오버레이입니다. 그 결과 매우 대칭적인 그래프가 있는 빠른 감쇠 간섭 그래프가 생성됩니다. 단색광과 다색광의 간섭도는 그림 2 의 B 와 C 에 나와 있습니다. [마이클슨 간섭계 및 간섭도] 수학적으로 다색 광 간섭 그래프의 변경 부분은 다음과 같이 표시됩니다.

[379-0 1] 조명에 주파수 범위를 통합한 결과입니다. 푸리에 변환의 원리에 따라 광원의 스펙트럼 분포는 () 로 계산할 수 있습니다.

[379-02]

간섭 그래프에는 라이트 빈도와 강도가 주파수에 따라 분산되는 모든 정보가 포함되어 있습니다. 따라서 적외선 흡수가 있는 샘플을 간섭계의 광로에 배치하면 샘플이 특정 주파수의 에너지를 흡수하기 때문에 간섭 그래프의 강도 곡선이 그에 따라 변경됩니다. 적외선 스펙트럼은 각 주파수에 대한 강도 정보가 포함된 간섭 다이어그램을 푸리에 변환함으로써 얻을 수 있습니다. 그러나 이 변환의 수학 연산은 매우 길어서 주파수와 강도의 정확한 값을 얻기 위해서는 반드시 전자컴퓨터가 완성해야 한다. 푸리에 변환 적외선 분광기의 배열 및 작동은 그림 3 [푸리에 변환 적외선 분광기 배열 및 작동 도식] 과 같습니다.

간섭 패턴은 광원에서 나오는 복사에 대한 간섭 스캔을 통해 얻을 수 있습니다. 탐측기는 간섭도 광신호를 전기 신호로 변환하여 디지털화한 후 컴퓨터에 들어가 푸리엽 변환을 하고, 마지막으로 스펙트럼으로 표시하고 기록한다.

문헌학

페이지 (페이지 약어) R. Griffiths, 화학 적외선 푸리에 변환 분광학, Wiley-Interscience, 뉴욕, 1975.