如何解釋傅里葉變換紅外光譜儀的工作原理？

　　傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)是一種常用的分析儀器，可以用于研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成。它基于傅里葉變換原理，通過(guò)測(cè)量物質(zhì)對(duì)紅外輻射的吸收來(lái)獲取樣品的紅外光譜信息。
 

　　FTIR的工作原理可以簡(jiǎn)單地分為四個(gè)步驟：光源發(fā)射、樣品與光交互、干涉測(cè)量和信號(hào)分析。
 

　　首先，F(xiàn)TIR使用一種強(qiáng)度穩(wěn)定的紅外光源，通常是一束連續(xù)的紅外輻射。這些紅外光線覆蓋了廣泛的波長(zhǎng)范圍，與樣品進(jìn)行相互作用后，部分光被吸收，而剩余的光則經(jīng)過(guò)樣品。
 

　　接下來(lái)，進(jìn)入樣品后的光線會(huì)與樣品中的化學(xué)鍵振動(dòng)或分子轉(zhuǎn)動(dòng)引起的振動(dòng)能級(jí)發(fā)生相互作用。不同的化學(xué)鍵和分子具有特定的振動(dòng)頻率，當(dāng)紅外光與樣品中的化學(xué)鍵振動(dòng)共振時(shí)，部分光會(huì)被吸收，形成一個(gè)特定的吸收譜帶。
 

　　然后，經(jīng)過(guò)樣品的光線被分成兩束，一束作為參考光線，另一束經(jīng)過(guò)一個(gè)可變的光程差裝置，如干涉儀。在干涉儀中，這兩束光線會(huì)相互干涉，并形成干涉模式。通過(guò)改變光程差裝置的位置，可以產(chǎn)生不同頻率下的干涉光譜。
 

　　另外，干涉光譜被轉(zhuǎn)換為時(shí)域信號(hào)，并進(jìn)行傅里葉變換得到頻域的光譜信息。傅里葉變換是一種數(shù)學(xué)方法，可以將時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)，它將干涉光譜分解為一系列具有不同頻率和振幅的光譜成分。
 

　　通過(guò)對(duì)頻域光譜的分析，可以確定樣品中存在的化學(xué)鍵和它們的相對(duì)豐度。每個(gè)化學(xué)鍵都具有特別的紅外吸收特性，因此FTIR可以用于確定物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)和功能基團(tuán)等信息。
 

　　綜上所述，傅里葉變換紅外光譜儀通過(guò)測(cè)量物質(zhì)對(duì)紅外輻射的吸收來(lái)獲取樣品的紅外光譜。利用傅里葉變換原理，它能夠?qū)⒏缮婀庾V轉(zhuǎn)換為頻域的光譜信息，從而提供關(guān)于樣品化學(xué)成分和結(jié)構(gòu)的重要信息。這使得FTIR成為一種強(qiáng)大的工具，廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、藥物研發(fā)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。