소개글
"분광기 스펙트럼"에 대한 내용입니다.
목차
1. 분광기에 대한 고찰
1.1. 푸리에 변환과 미분분광광도법
1.2. 푸리에 변환 적외선 분광법(FT-IR)
1.3. 고속 하틀리 변환
2. 적외선 분광법
2.1. 적외선 분광법의 원리
2.2. FT-IR 장치의 구성
2.3. 분자 진동과 적외선 흡수
2.4. 정성 분석을 위한 IR 스펙트럼 영역
3. 회절 격자 분광기를 이용한 스펙트럼 측정
3.1. 연속 스펙트럼, 선 스펙트럼, 흡수 스펙트럼
3.2. 실험 결과 및 분석
3.3. 토의 및 결론
4. 참고 문헌
본문내용
1. 분광기에 대한 고찰
1.1. 푸리에 변환과 미분분광광도법
푸리에 변환은 입력함수 f(t)를 주기함수 성분으로 분해했을 때 계수(coefficient)를 의미하며, 이는 각 주기함수의 강도를 나타낸다. 푸리에 변환은 시간 영역의 함수를 주파수 영역의 함수로 변환하는 것으로, 수식적으로는 다음과 같이 표현된다.
f(t)= ∫_{-∞}^{∞} F(u)e^{j2πut}du
F(u)= ∫_{-∞}^{∞} f(t)e^{-j2πut}dt
여기서 f(t)는 변환하고자 하는 연속함수이며, u는 주파수(frequency)로 1/T(시간주기)의 관계를 가진다. 푸리에 변환을 통해 시간 영역의 함수를 주파수 영역의 함수로 나타낼 수 있으며, 이는 주파수 분석 등에 활용된다.
미분분광광도법은 미분스펙트럼을 이용하는 광도법으로, 여러 분야에서 정성 및 정량분석에 다양하게 활용되어 왔다. 미분분광광도법은 자외부 영역에서 1953년 처음 소개되었으나, 미분스펙트럼을 얻는 방법상의 문제점들로 인해 본격적으로 활용되지 못하다가 분석기기와 컴퓨터 공학의 발달로 점차 그 활용이 늘어나고 있다.
미분분광광도법은 기존 흡광스펙트럼에 비해 미세한 변화를 더 잘 구분할 수 있다는 장점이 있다. 특히 FFT(고속 푸리에 변환)를 활용하여 미분스펙트럼을 비교하는 방법은 자외부 및 가시부 흡광스펙트럼 분석에 적용되어 왔다. 비록 FFT에 소요되는 긴 연산 시간과 흡광스펙트럼 자체의 뚜렷한 패턴 차이가 나타나지 않는다는 한계가 있지만, 미분분광광도법은 정성 및 정량분석 분야에서 그 유용성을 인정받고 있다.
1.2. 푸리에 변환 적외선 분광법(FT-IR)
푸리에 변환 적외선 분광법(FT-IR)은 고체, 액체 또는 가스로부터 흡수 또는 방출의 적외선 스펙트럼을 얻는 데 사용되는 기술이다. FT-IR 분광기는 동시에 넓은 스펙트럼 범위에서 고분해능 데이터를 수집한다.
FT-IR 분광기의 구성은 광원과 검출기, 그리고 2개의 거울(고정 거울, 이동 거울)과 빔 스플리터(Beam Splitter)로 되어 있다. 광원으로부터 발생된 빛은 스플리터에 조사되면, 절반은 투과되어 고정거울로 나머지 절반은 반사되어 이동 거울로 이동하게 된다. 이동거울과 고정거울에서 빛은 반사되고, 이 빛이 장치 중심부로 만나게 될 시, 보강간섭이 일어나는 파장의 복사선만이 남게 되어 시료 방향으로 조사되게 된다. 이때 시료가 받게 되는 빛의 파장을 조절하기 위해 이동거울의 위치를 이동하여 위상의 변화를 조절하게 된다. 이러한 방식으로 선택적인 파장을 얻어낼 수 있게 된다.
FT-IR 방식을 이용하면 단색 파장을 얻을 수 있고, 감도 및 S/N(신호 대 잡음비)가 좋기 때문에 저농도의 시료도 검출이 가능하다. 하지만 컴퓨터로 처리되지 않은 FT-IR 결과값은 여러 파장의 결과값이 합쳐진 형태의 수렴 값을 가지게 되므로, 이를 컴퓨터 소프트웨어를 이...
참고 자료
푸리에가 들려주는 삼감수 이야기(송륜진, 문성준)
이숙연, 노일협, 박만기, 박정일, 조정환.(1991).고속 하틀리 변환에 의한 의약품 미분스펙트럼의 확인 시스템의 개발.약학회지 ,35(1),1-6.
스쿠그의 기기분석의 이해 [저자 Douglas A.Skoog, F.James Holler, Stanley R.Crouch | 역자 명노승, 명승운, 이효중 | CENGAGE |2019.08.22]]
물리화학실험 [저자 대한화학회 | 청문각 | 1999.02.22 ]
물리화학실험 [저자 최종하, 정광우, 이기학||| 자유아카데미 |2013.02.15]
NIST 화학 데이터 정보 : https://webbook.nist.gov/chemistry/
Experiments in Physical Chemistry [저자 Garland, Carl W., Nibler, Joseph W., Shoemaker, David P., Mcgraw-hill (COR) | McGraw-Hill College | 2008.02.29]
파비아의 분광학강의 [저자 Donald L. Pavia | 역자 문석식, 김진권, 이석우, 홍인석 | 사이플러스 | 2018.08.23]
