книга 2 (1110135), страница 58
Текст из файла (страница 58)
л Лдя измерения интенсивности пплос иссле- ! ту»мого компонента и фон» исппльзуют метод базовой линии. Базовая линия прово- В днтся через крапине точки полоты (наса- ! тельная к спектральной кривой по краям волосы, рис 11.08). Выбор точек, через ! которую проводят базовую линию, в извест- )0 ной степени произволен, необходимо лишь, д чтобы ати точки были выбраны так же для спектра эталона. Волосы должны быть нзо- ц»я метод 6 э с» »врезанными (или с минимальным «еренры ванием) и не самыми сильными. Значение ИК-спектроскопии в количественном анализе ограничено, так как пределы обнаружения велики, а точность результатов не болы 5%. Фурье-сщшцюс»оная.
Мвого пшнжной информации о молекулах содержите» в «блэстях, лежащих ниже 100 гм Л вЂ” в так»азьпэемой дальней ИК- сблэсги, простнраюшейсн вплоть до 20 — 1О см '. Иэ-эа незффскгивностн истом»коев нз»учения н »некой чувствительности детекторов в шой области (см. р»с. 11.24) трулно достичь приемлем г отн шенин гнал шум. Одним нэ главных недостатков тр днцконныс методов регистрации спект»оа (см. к !12) яэ»ящс» присущая ем большая инерционность. Спекгр эгэ»с»мается последовательно, точка аа точкой — спектрометр уста»аз»кажет» "а овном краю не»тра н еатем прн непрерывном»эмми»ни частоты во Всем »сслелуемом диапазоне эаоисывэегса аналн и ккй иг от детектора. шбенно малая аффентивнссть этого метода становится ясной, если мы э Ршлсгаэнм себе спектр, состоящий иэ одной-двух линий.
Ло недавнего зв™вн весь спектр можно было получить ли~ль для видимой н уф-областей с ао "омшэью фотопластинки, а также фото»иод»их линеек или шгтрнц. С щко ~мыл метода Фурье-спектроскопии можно щюктичесни мгновенно запн~щ вс ь спектР также в ИКк микРовэлиовой и дшке Ралначастглнай ° властах. 3!7 Напомним, что иэлучени прегютавляег собой псслецовательвость элен магнитньщ ж лн с развымя ча тотамн, поотому в каждый момент обпщя кар „ на складывается кз наложеаия множества электромагнитных полей.
Сведена тельно, сую ткуе принципиальная возможность воспроизвести всю эавдьзч ную в потоке излучения информацию. Будем считать, гто поглощение спн еаегоя чигнг слнусоидальной воггной с фиксированной частотой г 'Голда „. выходе дегекк ра булег наблюплть я осциллирующий сгггкал, имеющий ту же частоту. При этом выходной сигнал детект ра оказывается уже функцдеэ нремени (слектроскопня с временной разе рекой), а гге фую:цэжт частстгт (частотная развертка). Прецпозоккм, что образец поглощает ма двух рюличных чащ пы.
При этом детекюр, на который попадает же эпг излучение, зафиксирует сумму дву» г пну оилальных начн в виде единственнои имтерферограммы, содержащей всю пемгральную информацию сб исзюдном нюгучении. На рнс. 11.69 схемати'гелки изображены отдеаьно две, напо«енные дртт на друг» сикусоидагьные волны (о) и их сумма (В) Вкляо, чэт вьщодн И сигмат Легектора осциллируег с частого, близкой к 'ыст не вщн- Й Рне.гт.ээ. К СО В Н ННЮ 1ННЩ Фтрг саэ.трс.кспм с жг в нм р нй м иуды м:лгэюй рз ч-ю, - дю олгм р ней ю леул с бюынсй з юю .
л;Е - с! фрюмют графин - д - «о й пе~ р л «р Мр ю Фуры р фи- 318 слега«мых, н амплитуда его не по тоянка н испытывает лериоди моще пульсации. Зги пульсации исто называют "биениями" л «нал Гии с подобными эффектами в музыне. Всзнинвют биения из-аа того, что волньг-счагаг мыс м тут находиться почти в фазе (вблизи точек А и б), но могут н юдитыж и в протнвыуаю (точна П, ще они взаимно уничтожаются), цастота биений всегда ранк.
раэносюв часжгж составляющих волм; еслщ напримць волны отличан:тел по част эе на 1О Гь [псрнодев э секунду), то гащста бне ний нак раз равна !О Гц. для волк ггтобра енных на рш 1169 е рюкю'ь *сстот волн-глагжмьщ вдв е мелыве,б этом случае биения происходят ацщр реже (рис. 11.69, г). помощью достаточно трудоемкой матемгки'геской процедуры з любой зультирукзцей кривой (б или 1) можн в остановить исходный вид образук цх их синусонлальных вели. Каждая из такик волн харангери устоя своей 1 Угой и максимальной амплитудой, поэтому, например, при двух пютавляю- Ч н» волнах необходимо определить по уммарной кригюй четыре неизысгных парма '.грз для четырех моментов времщги можно получить всю необходимую инфор,гзцщо ИЭ РЕП1ЕНИЯ СаетвстСГВУЮШЕй СнетЕМЫ ЧЕТЫРЕХ УРаЫгский С ЧЕГЫРЬМН известными.
При сл ж ни р х и боле.: ин! инальных чн результиру» щая кривая услщкняется. Принципиально ее обратное раююзсение (преобразо- ание) проводится таким же образом, жтя, конечно, мщематичесная проц дуг,а !елсжняется. Например, для того чтобы из результирующей кривой пяти исходных синусеидзльных волн опрелелить частоты и амплитуды каждой е ~тавляющей, нужны уже 10 значений кривой в разтичвые моменты времени дчя решения соэтветстауюшей си темы иэ !О уравнений.
Им ется относительно простой и ювершенно универсальный метод выделения исхолных номпонентов иэ периодической функпии любого вила. Эту математиче жую процедуру назывю г ареобраэоезкк,з Фуры (в литературе истр чается н другое на ванне — гаряогиюесьжа зиз кз) Отмегим, что этот меюд гхнован на инт.трира° анин исслелуемой ыажной периодическои фунюгии и выколпя г я г пом щью ЭВМ. Например, выходной сигнал детектора имев вид, показанный на рис. !1.69, б. Детектор, соединенный с ЭВМ, может к-ждую миллисекунду отправлять е ее гамять качение выходпаг сигнала. Чтсбы записать впо «рньую, т!хбует.и запомнить 1000 тнких значений — это займет секунду. После . гог ЭВМ обрабатывыг данные, нагачьзуя пр обрсжовзние Фурь, что эаймег ещ с «унду, цо истечении этого времжпг на дисплее ЭВМ пояантсх знач ния юсгог и интенсивностей инусоидюп,ных волн, Образоваюпих резульщрующнй сигнал (саекжр сложного периодичещгога сигнала) напрниер, для счу'мя, ра«мотренног на рнс, 11.69, з, — ато два узних пика разной выотты, Расположенньщ в соответствующих н стах чжтотнай шкалы (рис.
!1.69, е). Та- обраэом, преобразование Фурье вревр'- цает спектр с време1п сй разе ртной (рис. м, П.69, О) в 1 сготный спектр (ри . 11.69, Ф Ппн~амиьгй процжх занимает всего несколько юзгупл, при . том детектор лает одиеерщ™ую информацию о всех жсптах гнектра. 6 а ЗВ М преобразует ее в обычный спектр. и даазкэг сшгоге Фурье-спектгюмегра лежит кяас- ва Обюмл 111Ч 'ск е йтшхзсд, *сная схема Майнельына (интерферометр цад хе'неона). Параллельный пуч н света т ИСУО Ц1 наюю ук ж Ни- вка 1РКС.
!.70) направляется в интер'Рец чщр, со таящий из делителя потока з е свею В и двух зеркал ЛЛ н Мь Дюпгтыь потока пред.таынег обой клас ин стиму нз прозрашшо материала (например, из бромида калия) таким покрытиец чтобы точно 50% папаюшеп на нж. излучения отражало ь. Следовательно одна половина иэлУченил налРавлЯетсЯ н зеРк»чУ Мг, втоР»н — ь Л!г Воэвр» ти щи ь ст зеркал т м же пугем, потоки вн вь соединяются делителы П пла тинке и попадают на деюктор Если гб» зеркал» удалены от делитюгя В ка равные рассюяния, детектср всспринимыт одинаково изменяющим:я „ вРем~ни электРомагнитные з»чны так же. кьк ми зоспРикимэлись бы б нптерферометра, я с вдвое и ньшей шпэнсивнсстью. Если же передвинуть зерна Мз вдоль оптической оси вправо или влево, оба потока достигну деток ра з р» ы ф х, в ит возникнут бненн »стет к результат ннтерфгр нционной глртиггьг, соэлшжемой ..Рк ~змк Л(, и Мз. Для испсльэг ванна такой пмтемы в пектрометрах передвигают пери ло Мг с пост янп д скорэстью на рзсстоямие порнлка 1 см, по ео много раз больше мы;симгшьно возможной длины «олны.
3» эт времл детектируемый сигнвл (ннтерфегюгрзмма) поп»да.т на многоканальный анализатор (например. каждую тысячную долю секунды жг время пвюкения зерюла Мз производится е читывзниее коипьютером детектируемгз о сигнала и эта информация ггсследоватыггво шюпится в «юкдьгй из 1000 каналов «налиэатора) После выполнения преобразоваеия.фурье накопленных данных ЭВМ рзэбива т полу генныи сигнал на 1000 составных частей н отправляет их в те х, !000 каналов ан»лизатора — восстановленный "истинный" спектр готов для еаписи в любом удобном виде.
Действие интерферомецы оквнвэлентно действию прерывателя частотой йьз, где о — скорость двн:кемия зеркала Мг; г— волновое число излучения. В обычных приборах этг юстэегствует м дулировы еию с чжл лои, непрерывно меняюпгейся от !юб Ги при выс ких волиокмх числах спектра ( 4000 см 1) да 1»б Гц при низких значениях эовножтх чис л ( 400 см '). Эти частоты легко улаюи»чются пироэлектрическимн детекторами.
Понятно, что если перед дпшктором на пути пучка иззу"гения номе тить ннжизируемьгй образец, то погл вцепив в вем принедет к обРзювавию провалов в .пектрзльном раагределении нсточмикт, кр образование Фурье которых ласт обычный сп ктр поглощения. Помимо быстродействия Фуры спектре.копия ошмдает к друлгми достоинствами. В обычном способе гжИСП рации излучение обязательно фокусируется на щель и затем уже изабргжзпне эгой щели проектируется на де;сктор. Хорошее снектральное разрешение пр" этом реализуегсн лишь при очень ушюй шюги, но в таком случае резко ум'мь гпается количество излучения, попадающего на детыпор. В Фурье-спентром ре повсюду и пользуются парзллельиью пучки и наг необходимости фокуспг" вать излучение, не требуегсч никаких щелей и вся энергия от нот гчг"г чиню проходит через пригюр — в результате чувстюгт~ьность Фурье-гпекгроы*.т существеню выше, чем у обычных дисперсжгнных методов, и псатому шю »зэм еаетг гл возможным измермгие поглощения в дальней ИК-обл сти и нмюсдедстни„„и мер ние испускания в ИК-области например, возможна пел срсдст,цая регистрация испускания г рячих гасов дымовых труб Использование в рчгн,е-спентгюметрии ЭВМ поззоляст автоматизировать многие апергщии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
