圖1 紅外分光光度計的框圖

物質(zhì)的分子是由原子構(gòu)成的，它們的化學(xué)鍵不斷地在伸縮振蕩。當(dāng)具有一定振動數(shù)的光照射到這些分子上時，如果光的振動數(shù)與其中某些分子的化學(xué)鍵具有相同的振動數(shù)，那么分子具有吸收這種光，使其不能透過的性質(zhì)。如果改變光的波長進(jìn)行掃描，某些光就會被吸收，于是就能夠得到物質(zhì)特有的頻譜。這種頻譜叫做光吸收譜。如同人類的指紋一樣，不同的物質(zhì)其吸收譜也各不相同。通過測定未知物質(zhì)的吸收譜，就能夠確定這種物質(zhì)的組成和分子結(jié)構(gòu)。

紅外分光光度計就是基于這個原理進(jìn)行測量的。使用波長為2.5-25um的紅外線，可以對固體、液體、氣體等任一種狀態(tài)的物質(zhì)進(jìn)行分析。

圖1是應(yīng)用雙光束法的紅外分光光度計的框圖。光源發(fā)出的光經(jīng)半透明反射鏡被分為試樣光束和基準(zhǔn)光束。試樣光束通過被測定試樣;基準(zhǔn)光束經(jīng)波長特性均一的光衰減器被衰減為強度與試樣光束相同的光。兩個光束被截光器分別以不同的頻率截斷。然后這兩束不同頻率的光再次經(jīng)半透明反射鏡混合，通過分光器。

分光器相當(dāng)于電路中能夠由外部控制中心頻率的BPF(帶通濾波器)，由控制器發(fā)出指令對通過的波長進(jìn)行掃描。來自分光器的光經(jīng)傳感器變換為電信號，試樣光束與基準(zhǔn)光束經(jīng)過以各自的截斷頻率為參考頻率的兩個鎖相放大器進(jìn)行分析，再由比較器計算兩個光束的比值。

然后，在控制器的指令下將試樣的光吸收譜記錄在記錄儀上。

紅外分光光度計是一種應(yīng)用范圍非常廣的分析儀器，廣泛應(yīng)用于物理化學(xué)、醫(yī)藥學(xué)、生物學(xué)、公害檢測等領(lǐng)域。

審核編輯 黃宇