【傅里叶红外光谱仪原理】傅里叶红外光谱仪（FTIR）是一种广泛应用于化学、材料科学和生物医学等领域的分析仪器，用于检测物质的分子结构。其核心原理基于傅里叶变换，通过测量样品对红外辐射的吸收情况，从而获得物质的红外吸收光谱。
FTIR 的基本工作流程包括光源发出的红外光经过干涉仪形成干涉光，再通过样品后被探测器接收。随后，系统将采集到的干涉图进行傅里叶变换，得到样品在不同波数下的吸收强度，最终形成红外吸收光谱图。
以下是对傅里叶红外光谱仪原理的简要总结：
一、傅里叶红外光谱仪原理概述
| 项目 | 内容 |
| 原理 | 傅里叶变换红外光谱法（FTIR）基于干涉和傅里叶变换技术，通过测量样品对红外光的吸收特性来分析物质组成 |
| 核心组件 | 光源、分束器、干涉仪、样品池、探测器、计算机 |
| 工作流程 | 光源 → 干涉仪 → 样品 → 探测器 → 计算机处理 → 光谱图 |
| 优势 | 高分辨率、高灵敏度、快速扫描、适用于多种样品形式 |
| 应用领域 | 化学分析、材料表征、药物研究、环境监测、食品安全等 |
二、关键部件及功能说明
| 部件 | 功能 |
| 光源 | 提供连续波长的红外辐射，常用的是硅碳棒或能斯特灯 |
| 分束器 | 将入射光分成两束，分别反射和透射，产生干涉 |
| 干涉仪 | 通过移动镜片改变光程差，生成干涉图 |
| 样品池 | 放置待测样品，允许红外光穿过或反射 |
| 探测器 | 检测经过样品后的红外光强度变化 |
| 计算机 | 对采集的干涉图进行傅里叶变换，生成吸收光谱 |
三、傅里叶变换过程简介
1. 干涉图采集：探测器记录不同光程差下的光强信号。
2. 数据存储：将干涉图数据保存至计算机中。
3. 傅里叶变换：利用数学方法将干涉图转换为频域光谱图。
4. 光谱解析：根据吸收峰的位置和强度判断样品中的官能团和分子结构。
四、与传统红外光谱仪的区别
| 项目 | 傅里叶红外光谱仪 | 传统色散型红外光谱仪 |
| 扫描方式 | 一次扫描获取全谱 | 逐点扫描，速度慢 |
| 分辨率 | 高（可达0.1 cm⁻¹） | 较低（通常为2–4 cm⁻¹） |
| 灵敏度 | 高，适合微量分析 | 较低 |
| 数据处理 | 自动傅里叶变换 | 人工计算 |
| 成本 | 相对较高 | 较低 |
五、应用实例
- 有机化合物分析：识别C=O、O-H、N-H等官能团。
- 聚合物研究：分析聚合物的结构和结晶度。
- 药物分析：检测药物成分及杂质。
- 环境监测：检测空气或水体中的污染物。
总结
傅里叶红外光谱仪以其高效、精确和多用途的特点，成为现代分析化学中不可或缺的工具。通过理解其原理和工作流程，可以更好地掌握如何利用该仪器进行物质的结构分析和成分鉴定。