紅外光譜儀是利用物質對不同波長紅外輻射的吸收特性，分析分子結構和化學成分的儀器。 紅外光譜儀通常由光源、單色儀、檢測器和計算機處理信息系統組成。 根據分光裝置的不同，可分為色散型和干涉型。 對于色散型雙光路光學零平衡紅外分光光度計，當樣品吸收一定頻率的紅外輻射時，分子的振動能級躍遷，透射光束中相應頻率的光減弱，導致 a 參考光路與樣品光路相應輻射的強度差，從而得到被測樣品的紅外光譜。

一、理論

       電磁波譜中的紅外部分，按其與可見光譜的關系可分為近紅外光、中紅外光和遠紅外光。 遠紅外光（約400-10 cm-1）與微波相鄰，能量低，可用于旋轉光譜。 中紅外光（大約 4000-400 cm-1）可用于研究基本振動和相關的旋轉振動結構。 更高能量的近紅外光 (14000-4000 cm-1) 可以激發泛音和諧波振動。 紅外光譜的工作原理是化學鍵因振動能級而具有不同的頻率。 共振或振動頻率取決于分子等勢面的形狀、原子質量以及最終相關的振動耦合。 為了使分子的振動模式在紅外線變得活躍，必須有一個永久的偶極子變化。 具體地，在Born-Oppenheimer諧振子近似中，例如，當電子基態對應的分子哈密頓能量被分子幾何平衡態附近的諧振子近似時，分子電子能量基態的勢面 由 的自然振蕩模式決定，決定了共振頻率。 然而，共振頻率與鍵的強度和鍵兩端的原子質量近似后有關。 通過這種方式，振動頻率可以與特定的按鍵模式相關聯。 簡單的雙原子分子只有一種鍵，那就是伸縮鍵。 更復雜的分子可能有很多鍵，共軛時可能會發生振動，導致在某些特征頻率下吸收紅外線，這些特征頻率可能與化學基團有關。 有機化合物中常見的CH2基團可以以六種方式振動：“對稱和不對稱拉伸”、“剪刀擺動”、“左右擺動”、“上下擺動”和“扭曲”。

二、原理

      紅外光譜儀示意圖傅里葉變換紅外光譜儀被稱為第三代紅外光譜儀。 它利用邁克爾遜干涉儀，使光程差以一定速度變化的兩束多色紅外光相互干涉，形成干涉光，然后與樣品相互作用。 檢測器將得到的干涉信號送入計算機進行傅立葉變換數學處理，將干涉圖還原為光譜。

三、分類

      一般分為兩類，一類是光柵掃描，很少用到； 另一種是邁克爾遜干涉儀掃描，稱為傅里葉變換紅外光譜法，應用最廣泛。 光柵掃描是利用分光鏡將檢測光（紅外光）分成兩束，一束作為參考光，另一束作為探測光照射樣品，然后將檢測光的波長 紅外光經光柵和單色儀分離，逐條掃描檢測。 波長的強度最終被整合到光譜中。 傅里葉變換紅外光譜是利用邁克爾遜干涉儀將檢測光（紅外光）分成兩束，分別反射回動鏡和定鏡上的分光鏡。 兩束光是寬帶相干光，會發生干涉。 相干紅外光照射在樣品上，由探測器收集，得到包含樣品信息的紅外干涉圖數據。 數據經計算機進行傅里葉變換后，得到樣品的紅外光譜。 傅里葉變換紅外光譜具有掃描速度快、分辨率高、重復性穩定等特點，應用廣泛。

4.應用領域

     進行化合物鑒定 對未知化合物進行結構分析

     對化合物進行定量分析，研究化學反應動力學、晶體轉變、相變、材料張力和結構之間的瞬態關系； 連續檢測工業過程和空氣污染； 煤炭行業游離二氧化硅的監測； 衛生檢疫、制藥、食品、環保、公安、石油、化工、光學鍍膜、光通信、材料科學等諸多領域。 珠寶行業檢測、水晶石英羥基測量、高分子成分分析、藥物分析等。

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