やさしいFTIRの原理(3)シングルビーム(バックグラウンド・サンプル)・透過率・吸光度スペクトル

コラム

シングルビーム

前項でシングルビームについて解説いたしましたが、FT-IRを使った測定では「バックグラウンドをとる」とか「サンプルをとる」という表現を用います。この意味を説明する前に、まずFTIR装置の構造について見ていきます。

■FTIR装置の構造

[注] 上の対数の底は10です。

光源と干渉計については前項で説明しましたが、この干渉計を通過した後の光束はセルという気密の取れた容器を透過します。そしてある波長の光がセル内に流されたサンプルに吸収されて元の強度より弱くなります。

ここでセル通過前の光の強度をI、透過後の強度をI'とするとI'/Iで光が透過した割合が求められます。これを透過率と言います。FT-IRでは後述する理由のため、この透過率の対数をとった「吸光度」という単位を主に用います。

前項でシングルビームとはインターフェログラムを各波長で分解してその強度を連続的に表したスペクトルと説明しました。そこでシングルビームスペクトルを波長関数∫F(δ)dδ[δは波長]と表しますと、入射光は∫I(δ)dδと表せます。セル透過後の光は∫I'(δ)dδとなります。このどの波長においても吸収のないシングルビームスペクトルのことをバックグラウンドシングルビームスペクトル、サンプルを流して特定の波長に吸収が起こっている透過後のシングルビームをサンプルシングルビームと言います。

上記はCO2とH2Oの吸収が起こった例です。

ここで∫I'(δ)dδ/∫I'(δ)dδ/をとったものは各波長の透過率を連続的にあらわしたスペクトル∫T(δ)dδになることがわかります。さらに-log∫T(δ)dδをとったものが各波長における吸光度を連続的に表したスペクトルになることもおわかりかと思います。

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(1)FTIRとは?

(3)シングルビーム(バックグラウンド・サンプル)・透過率・吸光度スペクトル

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