Máy quang phổ băng tần hồng ngoại chủ yếu được sử dụng để phân tích thành phần hóa học và cấu trúc của chất. Nó sử dụng các đặc tính hấp thụ, tán xạ và truyền của vật chất đối với bức xạ hồng ngoại để thu thập thông tin về sự rung động của các phân tử và mức năng lượng quay. Máy quang phổ hồng ngoại hoạt động dựa trên các cấu trúc phân tử khác nhau và các nhóm chức năng hấp thụ sóng điện từ ở một tần số cụ thể trong vùng phổ hồng ngoại (dải bước sóng khoảng 0,78 đến 1.000 micron) và tạo ra các đỉnh hấp thụ đặc trưng. Bằng cách đo cường độ và tần suất mà mẫu hấp thụ bức xạ hồng ngoại, thành phần hóa học và thông tin cấu trúc của mẫu có thể được xác định.
Nguyên lý hoạt động của máy quang phổ băng tần hồng ngoại dựa trên đặc điểm hấp thụ của vật liệu đối với bức xạ hồng ngoại ở các bước sóng khác nhau. Khi một chùm ánh sáng hồng ngoại có bước sóng liên tục đi qua vật chất, nếu một nhóm nhất định trong phân tử vật chất có tần số rung động giống như tần số của ánh sáng hồng ngoại, phân tử sẽ hấp thụ năng lượng, rung động và chuyển đổi mức năng lượng xảy ra, do đó hấp thụ một bước sóng cụ thể của ánh sáng hồng ngoại. Bằng cách ghi lại sự hấp thụ này, có thể thu được quang phổ hấp thụ hồng ngoại của vật chất, từ đó phân tích thành phần và cấu trúc của vật chất.
Nguyên tắc hoạt động
Nguồn sáng: Phát ra bức xạ hồng ngoại bằng cách sử dụng một nguồn sáng phù hợp với dải hồng ngoại, chẳng hạn như đèn vonfram hoặc bộ tản nhiệt thân đen.
Mẫu: Vật liệu được phân tích được đặt trong đường dẫn ánh sáng.
Yếu tố quang phổ: Sử dụng các thiết bị quang phổ (như giao thoa kế, raster, v.v.) để phân tán ánh sáng tới thành các bước sóng khác nhau của ánh sáng.
Máy dò: Tín hiệu ánh sáng sau khi xử lý mẫu và phần tử quang phổ được máy dò nhận và chuyển thành tín hiệu điện.
Xử lý dữ liệu: Phần mềm máy tính xử lý và phân tích tín hiệu điện để tạo ra quang phổ hồng ngoại.
Quy trình làm việc của máy quang phổ hồng ngoại
Ánh sáng hồng ngoại phát ra từ nguồn sáng Ánh sáng giao thoa được hình thành sau khi đi qua giao thoa kế và sau đó chiếu vào mẫu.
Các phân tử trong mẫu hấp thụ một bước sóng cụ thể của ánh sáng hồng ngoại, gây ra sự thay đổi trong rung động phân tử và mức năng lượng quay.
Máy dò phát hiện những thay đổi này và chuyển đổi tín hiệu thành tín hiệu điện.
Máy tính xử lý tín hiệu để thu được quang phổ hồng ngoại thông qua biến đổi Fourier, phân tích thành phần và cấu trúc của mẫu.