13.4 : Spektrometry IR

Istnieją dwa główne spektrofotometry podczerwieni (IR): dyspersyjne spektrometry IR i spektrometry podczerwieni z transformacją Fouriera (FTIR). W dyspersyjnym spektrometrze IR wiązka promieniowania podczerwonego wytwarzana przez gorący drut jest dzielona na dwie równoległe wiązki o równej intensywności za pomocą luster. Jedna wiązka przechodzi przez próbkę, a druga jest wiązką odniesienia. Następnie wiązki przechodzą przez monochromator, który rozdziela promieniowanie na ciągłe widmo o różnych częstotliwościach. Monochromator składa się z szybko obracającego się rozdrabniacza wiązki, który naprzemiennie przełącza wiązki próbki i odniesienia, zanim dotrą do kratki dyfrakcyjnej. Następnie promieniowanie przechodzi przez detektor termoparowy, który mierzy stosunek intensywności dwóch wiązek. Sygnał z detektora jest wzmacniany, a powstałe widmo jest rysowane za pomocą rejestratora. Dyspersyjne spektrometry IR rejestrują widmo w domenie częstotliwości, co oznacza, że ​​widmo jest rejestrowane, gdy częstotliwość promieniowania zmienia się wraz ze zmianą obrotu kratki dyfrakcyjnej.

W spektrometrze FTIR promieniowanie wytwarzane przez źródło przechodzi przez rozdzielacz wiązki. Rozdzielacz wiązki to lustro umieszczone pod kątem 45° do promieniowania przychodzącego, które rozdziela wiązkę na promieniowanie odbite i nieodbite. Temu promieniowaniu pozwala się później padać na lustra stałe i ruchome. Ważne jest, aby zauważyć, że ruch dwóch luster zmienia długość ścieżki wiązek, a promieniowanie odbite od luster jest łączone w rozdzielaczu wiązki. W ten sposób wytworzona połączona wiązka zawiera zarówno konstruktywne, jak i destruktywne wzory interferencji ze względu na różnice w długości ścieżki promieniowania.

• Interferencja konstruktywna występuje, gdy szczyty dwóch fal ustawiają się w jednej linii, co prowadzi do wzrostu amplitudy połączonej fali.
• Interferencja destruktywna występuje, gdy szczyt jednej fali ustawia się w jednej linii z doliną drugiej, znosząc się wzajemnie i powodując zmniejszenie amplitudy.

Powstała połączona wiązka, zwana interferogramem, przechodzi przez detektor. Detektor wykrywa interferogram zmodyfikowany przez próbkę, a proces FT oddziela indywidualną częstotliwość absorpcji od interferogramu. Spektrometry FTIR są preferowane w stosunku do dyspersyjnych spektrometrów IR ze względu na szybszą pracę i większą czułość.