Espectrofotómetro de transformada de Fourier

En els espectrofotómetros de rajos infrarrojos (IR) convencionals en monocromador era difícil accedir a la regió de 10 a 400 cm^-1 (IR lluntà), per això els primers espectrofotómetros de transformada de Fourier (TF) es varen dissenyar per a eixa regió. De qualsevol modo este método hui en dia s'ha estés a aparats que permeten agranar tota la regió IR i, en particular, el IR mig (400 a 4000 cm^-1) que és la de major interés. Actualment els espectrofotómetros IR-TF han desplaçat a espectrofotómetros en monocromador (dispersivos).

Principi de funcionament

Archiu:Interferómetro de Michelson. caps block 6

Esquema d'un interferómetro de Michelson.

Este instrument està basat en el principi del interferómetro de Michelson, que funciona del següent modo: la radiació primer colpeja a un divisor o separador que escindix el fes de la llum en dos parts iguals (espill semirreflejante). Estos dos fas de llum interferixen en el divisor despuix en el seu viage de regrés quan són reflectits sobre atres dos espills. Un dispost front a la trayectòria del fes original (espill mòvil 1) i l'atre perpendicular (espill fix 2). En esta trayectòria es dispon la mostra i a continuació el detector IR (vore figura)

L'intensitat resultant de la superposició dels dos fas és medida com a funció del desfasament (s) de l'espill mòvil en el seu desplaçament respecte la posició intermija. El gràfic resultant (Intensitat vs. Desfasament) es denomina interferograma.

La transformació de Fourier s'usa com a método matemàtic per al desenroll en série la curva obtinguda (interferograma). La transformada està constituïda pel sumatorio de sens i cosenos de les distintes freqüències òpticas que componen la radiació. Gràcies a un programa d'ordenador este tediós càlcul matemàtic se simplifica i s'obtenen resultats exactes i ràpits de les freqüències elementals contingudes en el interferograma. La transformada de Fourier (o desenroll en série de Fourier) del interferograma és l'espectre ordinari obtingut per aparats convencionals IR.

En efecte, el interferograma conté l'absorció completa de la mostra descrita per a cada llongitut d'ona per la corresponent disminució d'intensitat lluminosa. El interferograma més senzill correspon a una radiació monocromàtica (una sola freqüència), obtenint-se una curva funció coseno de la freqüència corresponent. En qualsevol interferograma cada punt conté senyes de totes les freqüències que conté l'espectre complet i no d'una sola freqüència com en l'espectre ordinari.

Aixina l'informació d'una senyal en forma de coseno en el detector (interferograma més simple) seria mostrada despuix de la transformada com una sola llínea d'un número particular (llum monocromàtica d'una sola freqüència). Pero qualsevol interferograma comú és el resultat de la combinació de múltiples freqüències que en la TF és possible descobrir.

Ventages del método

Les ventages d'este método de IR-TF són bàsicament dos:

1. millorar la resolució dels espectres
2. obtindre major sensibilitat

La millora de sensibilitat és conseqüència d'una major energia de fluix del fes de llum fins a aplegar al detector i de la millora de la relació senyal/soroll (S/N) per promediación de interferogramas. És tan notable l'alvanç de sensibilitat que en el moment en que tecnològicament es varen poder fer interferómetros de Michelson barats i precisos pràcticament tots els espectrofotómetros comercials IR en l'actualitat són IR-TF.