1簡介

傅里葉變換紅外(FTIR)光譜是一種技術，通過產生固體、液體或氣體的紅外吸收光譜來檢測分子中的化學鍵。我們已知，人類眼睛所看到的光只是電磁輻射光譜的小部分。可見光譜的直接高能側是紫外線，低能側是紅外。紅外區域最可用于分析有機化合物，其波長范圍為2500至16,000 nm，相應的頻率范圍為1.9x1013至1.2x1014Hz。

紅外光子能量（從1至15 kcal/mol）不足以激發電子，但可能會引起原子和基團共價鍵合的振動能級躍遷，從而改變其偶極矩。分子中的共價鍵像是可拉伸和彎曲的剛性彈簧。當紅外區域內的電磁場頻率等于振動頻率時，這種震動躍遷就會發生。下圖展示了兩種分子振動:拉伸振動(對稱拉伸和非對稱拉伸)和彎曲振動(剪尾、搖擺、擺動和扭轉)。通常，偶極矩變化越大，吸收強度就越大。因此，紅外光譜可以提供化學結構和化學鍵的信息。

2FTIR儀器的組成部分

紅外光束被分束器分成兩束相等的光束,一束光被一個固定的鏡子反射，另一束光被一個可移動的鏡子反射。這兩束光被兩面鏡子反射后重新結合在一起，產生干涉波。當干涉光束通過樣品時，由于分子鍵的激發振動，特定頻率的輻射被樣品吸收。隨后探測器記錄產生的光束，由模數轉換器數字化并存儲在計算機中。計算機將數據進行傅里葉變換計算，并將結果以吸光度（A）或透射率(T)與波數的關系展示。

吸光度（A）或透射率(T)由下式計算:

下圖概述了各種振動帶的紅外光譜的一般區域。請注意，虛線上方的藍色部分表示拉伸振動，線下方的綠色部分表示彎曲振動。由于1450至600 cm-1區域中紅外光譜的復雜性和獨特性，通常將其稱為指紋區域。在4000至1450 cm-1范圍內的吸收帶通常是由于雙原子單元的拉伸振動引起的，稱為群頻區域。

以下視頻介紹了FTIR的原理:

3常見基團的紅外吸收

下表提供了最常見基團的紅外吸收，藍色陰影部分列出了拉伸吸收，綠色陰影部分列出了彎曲吸收。由于大多數有機化合物都具有C-H鍵， 2850至3000 cm-1處的吸收歸因于C-H鍵的sp3拉伸。而在3000 cm-1以上的吸收來自C-H鍵的sp2拉伸，在3300 cm-1附件的吸收來自 C-H鍵的sp拉伸。

4傅里葉轉換

傅里葉變換是一種線性積分變換，用于信號在時域（或空域）和頻域之間的變換。其復雜的周期函數可以用一系列簡單的正弦、余弦波之和表示。在物理學和工程學中有許多應用。

以下視頻介紹了傅里葉轉換:

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