химический каталог




ФУРЬЕ-СПЕКТРОСКОПИЯ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ФУРЬЕ-СПЕКТРОСКОПИЯ (фурье-спектрометрия, ФС), метод оптический спектроскопии, в котором спектр получают в результате фурье-преобразования так называемой интерферограммы исследуемого излучения. Интерферограмма зависит от оптический разности хода двух лучей и представляет собой Фурье-образ спектра, т. е. функции распределения энергии излучения по частотам.

Прибором для ФС служит фурье-спектрометр (рис.), основная часть которого - интерферометр Майкельсона (изобретен А. Майкельсоном в 1880). Интерферометр содержит два взаимно перпендикулярных зеркала - неподвижное 1 и подвижное 2 и полупрозрачную светоделительную пластину 3, расположенную в месте пересечения падающих пучков излучения и пучков, отраженных от обоих зеркал. Пучок излучения от источника 4, попадая на пластину 3, разделяется на два пучка. Один из них направляется на неподвижное зеркало 1, второй - на подвижное зеркало 2; затем оба пучка, отразившись от зеркал, выходят через светоделитель из интерферометра в одном и том же направлении. Далее излучение фокусируется на образце 5 и поступает на детектор излучения 6. Два пучка отличаются друг от друга оптический разностью хода, величина которой меняется в зависимости от положения подвижного зеркала. В результате интерференции пучков интенсивность результирующего потока I(х)периодически меняется (модулируется). Частота модуляции зависит от частоты падающего излучения v и смещения подвижного зеркала х. В результирующей интерферограмме выделяется так называемой точка нулевой разности хода, или точка белого света. В этой точке для всех частот наблюдается максимум; от нее ведут отсчет смещения подвижного зеркала. Для градуировки перемещений последнего часто используют интерферограмму монохро-матич. излучения от лазера (обычно на основе Не - Ne), введенного в фурье-спектрометр.


Рис. Оптическая схема фурье-спектрометра: 1 - неподвижное зеркало интерферометра; 2 - подвижное зеркало; 3 - светоделительная пластина; 4 - источник излучения; 5 - исследуемый образец; 6 - детектор излучения.

При поглощении образцом излучения с к.-л. частотой наблюдается уменьшение интенсивности интерферограммы, соответствующей этой частоте. После проведения фурье-пре образования в полученном спектре наблюдается полоса поглощения образца. Преобразование Фурье осуществляют на ЭВМ.

Быстрое развитие и широкое применение ФС обусловлены рядом преимуществ фурье-спектрометра по сравнению с дисперсионными приборами. T. называют выигрыш Фелжета, или мультиплекс-фактор, связан с тем, что любая точка интерферограммы содержит информацию о всей исследуемой спектральной области. На детектор в каждый момент поступают сигналы, соответствующие всем частотам. За одно сканирование (за время t1) регистрируется спектр с таким же отно шением сигнал/шум (S/N)t1, как и для дисперсионного спектрометра (но за время t2 на несколько порядков большее, чем t1). Если для получения спектра на фурье-спектрометре затратить время t2, то отношение сигнал/шум возрастает во много раз в соответствии с уравением . Другое важное преимущество фурье-спектрометра - выигрыш Жакино, или геометрическая фактор, определяется отсутствием в нем щелей (задерживающих в дисперсионных спектрометрах до 99,9% излучения), что дает значительной выигрыш в светосиле (~ в 100-200 раз). Это позволяет уменьшить время регистрации спектров и отношение сигнал/шум, повысить разрешение и уменьшить габариты прибора. Вследствие того что интерферометр модулирует каждую частоту излучения различные образом, отсутствует влияние рассеянного излучения, это обеспечивает высокую точность измерений даже высокой оптический плотности. Любое излучение, исходящее из образца, не модулируется и не детектируется, так что в спектре отсутствуют ложные сигналы.

Наличие ЭВМ позволяет кроме вычисления спектра производить и др. операции по обработке полученных эксперим. данных, осуществлять управление и контроль за работой самого прибора.

Имеются фурье-спектрометры для получения спектров в различные областях - от несколько см-1 до десятков тысяч см-1, в т.ч. спектров комбинац. рассеяния. На ИК фурье-спектрометрах достигнуто разрешение до 1,3•10-4 см-1, точность определения волнового числа до 10-4 см-1. Созданы приборы для видимой и УФ областей, на которых получают, в частности, эмиссионные спектры ряда элементов (U, Np, Pd, Но и др.) с воспроизводимостью волновых чисел b2•10-6 см-1 при (S/N)>103. Чувствительность аналит. определений на фурье-спектрометре обычно в 100-1000 раз выше, производительность в сотни раз больше, погрешности измерений на порядок меньше, чем в случае использования дисперсионных приборов. Пределы обнаружения ряда веществ достигают долей нг, а использование микроскопа позволяет анализировать включения в образцах размерами 1Ox 10 мкм2. С помощью ФС можно изучать кинетику реакций, протекающих за время около 1 мс.

Литература: Инфракрасная спектроскопия высокого разрешения, пер. с англ., M., 1972; Белл Р.Дж., Введение в Фурье-спектроскопию, пер. с англ., M., 1975; Смит А., Прикладная ИК-спектроскопия, пер. с англ., M., 1982. Э. Г. Тетерин.

Химическая энциклопедия. Том 5 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
эксель курсы онлайн москва цены
Системы хранения Зелёный
набор кастрюль fissler
стол трансформер журнальный обеденный

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)