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13.4 : IR 分光計

赤外線 (IR) 分光計には、分散型 IR 分光計とフーリエ変換赤外線 (FTIR) 分光計の 2 種類があります。分散型 IR 分光計では、熱線によって生成された赤外線ビームが、ミラーを使用して 2 つの平行な等強度ビームに分割されます。1 つのビームはサンプルを通過し、もう 1 つは参照ビームです。次に、ビームはモノクロメータを通過し、モノクロメータは放射を異なる周波数の連続スペクトルに分離します。モノクロメータは、サンプルビームと参照ビームを交互に通過させてから回折格子に到達する高速回転ビーム チョッパで構成されています。次に、放射は熱電対検出器を通過し、2 つのビームの強度の比率を測定します。検出器からの信号は増幅され、結果として得られるスペクトルがレコーダーを使用して描画されます。分散型 IR 分光計は、スペクトルを周波数領域で記録します。つまり、スペクトルは、回折格子の回転に伴って放射の周波数が変化するにつれてキャプチャされます。

FTIR 分光計では、光源から発せられた放射線がビームスプリッタを通過します。ビームスプリッタは入射放射線に対して 45° の角度で配置されたミラーで、ビームを偏向した放射線と偏向していない放射線に分離します。これらの放射線は、後で固定ミラーと可動ミラーに当たるようになります。2 つのミラーの動きによってビームの経路長が変わり、ミラーで反射された放射線がビームスプリッタで結合されることに注意してください。したがって、生成された結合ビームには、放射線の経路長の違いによる建設的干渉パターンと破壊的干渉パターンの両方が含まれます。

  • 建設的干渉は、2 つの波のピークが揃うと発生し、結合波の振幅が増加します。
  • 破壊的干渉は、1 つの波のピークが別の波の谷と揃うと発生し、互いに打ち消し合って振幅が減少します。

結果として生じる結合ビームはインターフェログラムと呼ばれ、検出器を通過します。検出器はサンプルによって変更されたインターフェログラムを検出し、FT プロセスはインターフェログラムから個々の吸収周波数を分離します。

FTIR 分光計は、動作が高速で感度が高いため、分散型 IR 分光計よりも好まれます。

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IR SpectrometersDispersive IR SpectrometersFourier Transform Infrared FTIR SpectrometersInfrared RadiationMonochromatorBeam SplitterThermocouple DetectorFrequency DomainInterferogramConstructive InterferenceDestructive InterferenceAbsorption FrequencySensitivity

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