13.4 : ИК-спектрометры

Существует два основных типа инфракрасных (ИК) спектрофотометров: дисперсионные ИК-спектрометры и Фурье-ИК-спектрометры (FTIR). В дисперсионном ИК-спектрометре луч инфракрасного излучения, создаваемый горячей проволокой, разделяется на два параллельных луча одинаковой интенсивности с помощью зеркал. Один луч проходит сквозь образец, а другой является опорным лучом. Затем лучи проходят через монохроматор, который разделяет излучение на непрерывный спектр различных частот. Монохроматор состоит из быстро вращающегося прерывателя луча, который чередует лучи образца и опорные лучи, прежде чем они достигнут дифракционной решетки. Затем излучение проходит через термопарный детектор, который измеряет соотношение между интенсивностями двух лучей. Сигнал с детектора усиливается, и полученный спектр выводится с помощью регистратора. Дисперсионные ИК-спектрометры регистрируют спектр в частотной области, то есть спектр фиксируется, когда частота излучения изменяется при вращении дифракционной решетки.

В ИК-Фурье-спектрометре излучение, создаваемое источником, пропускается через светоделитель. Светоделитель представляет собой зеркало, расположенное под углом 45° к входящему излучению, и разделяет луч на отклоненное и неотклоненное излучение. Эти излучения затем попадают на неподвижные и подвижные зеркала. Важно отметить, что движение двух зеркал изменяет длину пути лучей, а излучение, отраженное зеркалами, объединяется в светоделителе. Таким образом, полученный объединенный луч содержит как конструктивные, так и деструктивные интерференционные картины из-за различий в длине пути излучений.

• Конструктивная интерференция происходит, когда пики двух волн выравниваются, что приводит к увеличению амплитуды объединенной волны.
• Деструктивная интерференция происходит, когда пик одной волны совпадает с впадиной другой, нейтрализуя друг друга и приводя к уменьшению амплитуды.

Полученный объединенный луч, называемый интерферограммой, пропускается через детектор. Детектор обнаруживает интерферограмму, измененную образцом, а процесс преобразования Фурье отделяет индивидуальную частоту поглощения от интерферограммы.

Спектрометры FTIR предпочтительнее дисперсионных ИК-спектрометров из-за их более быстрой работы и большей чувствительности.