紅外光譜儀的原理及基本構(gòu)成說明

更新時間：2022-12-05 | 點(diǎn)擊率：779

　　紅外光譜儀是表征和鑒別化學(xué)物種的一種重要方法，利用物質(zhì)對不同波長的紅外輻射的吸收特性，進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成分析的儀器。電磁光譜的紅外部分根據(jù)其同可見光譜的關(guān)系，可分為近紅外光、中紅外光和遠(yuǎn)紅外光。遠(yuǎn)紅外光(大約400-10cm-1)同微波毗鄰，能量低，可以用于旋轉(zhuǎn)光譜學(xué)。中紅外光(大約4000-400cm-1)可以用來研究基礎(chǔ)震動和相關(guān)的旋轉(zhuǎn)-震動結(jié)構(gòu)。更高能量的近紅外光(14000-4000cm-1)可以激發(fā)泛音和諧波震動。

　　工作原理：

　　紅外光譜儀用一定頻率的紅外光聚焦照射被分析的樣品時，如果分子中某個基團(tuán)的振動頻率與照射紅外線頻率相同便會產(chǎn)生共振，從而吸收一定頻率的紅外線，把分子吸收紅外線的這種情況用儀器記錄下來，便能得到全面反映樣品成分特征的光譜，進(jìn)而推測化合物的類型和結(jié)構(gòu)。

　　由于震動能級不同，化學(xué)鍵具有不同的頻率。共振頻率或者振動頻率取決于分子等勢面的形狀、原子質(zhì)量、和最終的相關(guān)振動耦合。為使分子的振動模式在紅外活躍，必須存在永jiu雙極子的改變。

　　基本構(gòu)成：

　　1、光源

　　光源能發(fā)射出穩(wěn)定、高強(qiáng)度、連續(xù)波長的紅外光，通常使用能斯特(Nernst)燈、碳化硅或涂有稀土化合物的鎳鉻旋狀燈絲。

　　2、干涉儀

　　干涉儀的作用是將復(fù)色光變?yōu)楦缮婀狻Ｖ屑t外干涉儀中的分束器主要是由溴化鉀材料制成的;近紅外分束器一般以石英和CaF2為材料;遠(yuǎn)紅外分束器一般由Mylar膜和網(wǎng)格固體材料制成。

　　3、檢測器

　　檢測器一般分為熱檢測器和光檢測器兩大類。熱檢測器是把某些熱電材料的晶體放在兩塊金屬板中，當(dāng)光照射到晶體上時，晶體表面電荷分布變化，由此可以測量紅外輻射的功率。熱檢測器有氘代硫酸三甘肽(DTGS),鉭酸鋰(LiTaO3)等類型。光檢測器是利用材料受光照射后，由于導(dǎo)電性能的變化而產(chǎn)生信號，常用的光檢測器有銻化銦、汞鎘碲等類型。

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