文件类别仪器基本原理仪器中文名称傅利叶转换红外线暨-逢甲共仪.PDF

逢甲大學研發處共同貴重儀器中心 Feng Chia University Precision Instrument Support Center 文件類別 Type 名稱 TITLE 文件編號SPEC NO 版次 REV. 頁次 Page 儀器基本原理 傅利葉轉換紅外線暨拉曼光譜儀 PISC010-T-0101 1 Page 1 of 10 文 件 類 別 ：儀器基本原理 儀器中文名稱 ：傅利葉轉換紅外線暨拉曼光譜儀 儀器英文名稱 ： Fourier-Transform Infrared/Raman Spectrometer 廠 牌 型 號 ：DIGILAB FTX3500 / Bio-Rad Raman 此文件資料屬共同貴重儀器中心之財產，轉拷必究 撰搞者：共儀中心 逢甲大學研發處共同貴重儀器中心 Feng Chia University Precision Instrument Support Center 文件類別 Type 名稱 TITLE 文件編號SPEC NO 版次 REV. 頁次 Page 儀器基本原理 傅利葉轉換紅外線暨拉曼光譜儀 PISC010-T-0101 1 Page 2 of 10 傅利葉轉換紅外線暨拉曼光譜儀儀器原理 一、何謂紅外光譜 紅外光係指波長在 2.5 至 25微米區間之電磁波，較我們眼睛所能辨識可見光中之 紅色光波長更長，因以得名。一般所稱之實際紅外光又稱為「中紅外光」，有別於較短 波長之近紅外光及較長波長之遠紅外光。其能量足以造成分子化學鍵之振動，不同化學 鍵由於鍵能上之差異，所吸收之特定波長也有所區別有機化合物通常在同一分子上存在 有多種不同鍵結，因此同一分子同時吸收不同波長之紅外光。藉由分析紅外光穿透樣品 所得到之吸收圖譜，可獲得分子結構與化合物濃度變化等重要訊息。 二、何謂傅立葉紅外光譜 (FTIR)? 紅外光譜技術之演進已有相當長之歷史，早年用於新合成化合物之結構鑑定上。紅 外光譜 (IR) 、核磁共振光譜(nmr)與質譜(Mass) 三者之結合，一直且仍然是有機化合物最 有效之鑑定工具。初期使用的掃描式紅外光譜，乃借助分光器 (monochrometer) ，以光柵 分離不同波長之入出射光再逐一測定吸光度。每一次掃描往往費時數十分鐘甚或數小時 之久；光譜的解析度和靈敏度亦受到很大限制。Cooley-Tukey 等利用傅利葉數學轉換將 幹擾譜 (interferogram)換成與傳統紅外光譜相同之頻譜圖(frequency domain spectrum) 。 所謂幹擾譜係以高能脈動波一次激發所有可激發核，藉由 Michelson Interferometer 之幫 助，將頻率訊號嵌入刻意造成相位差之同一圖譜的干涉結果。傅立葉轉換則是將隱藏之 頻率資料加以還原，計算過程雖有些複雜繁瑣，但以現今電腦之能力，絕對不是問題。 此一技術亦被用在核磁共振等之儀器分析上。FTIR 最大之特徵在於其快速掃描能力， 僅數十秒鐘即可作多達三十餘次全光譜掃描。對訊雜比之改善有很大之助益，同時由於 使用高能脈波光源，在儀器偵測靈敏度及解析度方面亦有大幅之提昇。 三、 如何以紅外光譜作有機化合物之鑑定 一個重要的先決條件是所有因紅外吸收所造成之振動模式必需伴隨偶極矩之變 化，並非所有化學鍵都會吸收紅外光而振動。如果振動前後偶極矩沒有變化，則此一吸 收能量根本不會發生。詳細的紅外光吸收機轉，簡單分子可以量子化學加以計算及描 此文件資料屬共同貴重儀器中心之財產，轉拷必究 撰搞者：共儀中心 逢甲