BENEMÉRITA UNIVERSIDAD

AUTÓNOMA DE PUEBLA

ESPECTROFOTÓMETRO DE

TRANSFORMADA DE FOURIER

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

EQUIPO # 6

CARRASCO VAZQUEZ RAMIRO

LÓPEZ LUNA IVONNE

MARTÍNEZ ARCOS DULCE IVETTE

TIPOS DE DISEÑO PRINCPAL

DISEÑOS MULTIPLEX

NO DISPERSIVA

TRANSFORMADA DE FOURIER

METODOS DE CORRELACION

DISPERSIVA

Transformada de Hadamard

Multilex proviene de la teoría de la comunicación

Describe sistemas, a través de un único canal

Todos los elementos de la señal se observan de manera simultanea

Dependen de la transformada de Fourier

Espectros infrarrojos de las estrellas lejanas

la utilización de instrumentos infrarrojos de transformada de fourier presenta ventajas.

1. el rendimiento o ventaja de Jaquinot

2. Exactitud en longitud de onda y en precisión.

3. Multiplex o ventaja fallgett

4. Sensibilidad y precisión ↑

5.Velocidad de adquisición de datos ↑

6.Complejos

7. Elevado costo

la calidad del espectro aumenta cuando el numero de resolución aumenta o cuando los intervalos de frecuencia entre medidas disminuyen.

en la mayoria de instrumentos ópticos, aquellos diseñados para la region infrarrja, la disminucion de la anchura de elemeto de resolucion tiene el efecto contraproducente de disminuir la relacion señal\ruido.

en detectores infrarrojo, la reduccion de señal no va acompañada de la correspondiente disminución de ruido. Por tanto el coeficionte señal\ruido se degrada.

la relación señal\ruido S\N para el promedio de n medidas viene dado por

S\N=

Donde Sx y Nx son las señales y el ruido promediados

la espectroscopia de transformada de Fourier se diferencia de la espectroscopia convencional en que todos los elementos de resolución se miden simultáneamente para un espectro.

la muestra se coloca, en el ordinario entre el interferómetro y el detector.Como la muestra absorbe ciertas longitudes de luz el interferograma contiene la fuente del espectro menos el espectro de la muestra. Figura 1 y 2

Ante todo se registra en el interferograma la disolución de una muestra de referencia y se transforma en un espectro.

A continuación se registra el interferograma de una muestra en el mismo disolvente y cubeta, y se transforma en un espectro.

El cociente entre el primer y el segundo espectro es el espectro de transmisión de infrarrojos de la muestra. figura 3.El cociente de los dos espectros equivalente a P/Po para hallar la transmitancia Po es la irradiación recibida en el detector después de atravesar y P es la irradiación recibida después de pasar por la muestra.

El interferograma no se registra de forma continua si no a intervalos discretos. O sea que cuanto mayor sea el numero de datos, mas tiempo y memoria se consumen en el calculo de la transformada de Fourier.

La resolución del espectro (capacidad de distinguir dos picos próximos) es aproximadamente a (1/∆) cm-1 en donde ∆ es el retardo máximo. Si el desplazamiento del espejo es de +-2 cm , el retardo del detector es de +-4 cm, y la resolución es de 1/(4) cm = 0.25 Cm-1

El intervalo de longitudes de onda del espectro esta determinado

por la forma como se registra el interferograma. Cuanto mas juntos

están los datos que se registran mayor puede ser el intervalo de

longitudes de onda del espectro.

Transformada de Fourier

Sea x(t) una señal continua. Se

define la transformada de Fourier

de x, denotada con X(ω), como

la función

Que esta definida en y

toma valores complejos.

Para que la transformada

de Fourier de una señal x(t)

exista (en forma ordinaria

no como función

generalizada), x debe

satisfacer las siguientes

propiedades denominadas

condiciones de Dirichlet:

(1) x(t) es absolutamente

integrable, esto es:

(2) x(t) posee un numero

finito de discontinuidades

en cualquier intervalo

finito.

(Transformada Inversa de

Fourier) Sea x(t) una

señal cuya transformada

de Fourier es X(ω). La

transformada inversa de

Fourier es el proceso de

obtener x(t) a través

de X(ω) y se define como:

se denomina espectroscopia de dominio de frecuencia

en contraposicion, la espectroscopia de dominio de tiempo, que puede determinarse por medio de la transformada de fourier, relaciona las variaciones de la potencia radiante con el tiempo.

es importante decir que un espectro de dominio de tiempo contiene l misma información que un espectro de dominio de frecuencia y, de hecho, uno puede convertirse en otro por medio de ciertas manupilaciones matemáticas.

los interferogramas pueden describerse por dos terminos, uno por cada numero de onda.

P(&)= B1(ṽ)cos 2¶&ṽ1 B2 B1(ṽ)cos 2¶&ṽ2

una transformada de fourier requere las componentes reale (coseno) e imaginaria (seno)

la transformada de fourier consite en registrar P(&) en funcion de &

este fenomeno puede describirse como la diferencia de los numeros de onda de dos lineas que apenas puedan separarse con el instrumento.

Δṽ=ṽ1-ṽ2

En la que ṽ1 y ṽ2 son los numeros de onda para un par de lineas escasamente resolubles.

se puede demostrar que para resolver dos líneas hace falta barrer el dominio de tiempo lo suficiente para que se complete un ciclo o periodo para las dos lineas, solo entonces se habra registrado toda la informacion contenida en el espectro.

Mecanismo de tracción:

Sistemas Interferométricos :

SISTEMA I:

Es el sistema de infrarrojo que

proporciona finalmente una señal como

se muestra en el inciso A.

SISTEMA II: (Referencias de franjas

láser).

Proporciona la información para el

intervalo de muestreo.

SISTEMA III: (Luz Blanca).

Permite precisión en la determinación

de las frecuencias.

Divisores del haz:

Características:

•Construidos de materiales transparentes, sus índices de refracción el 50%

de la radiación se refleja y el 50 % se transmite.

•En el infrarrojo lejano se utiliza una película de Mylar colocado entre dos

placas de un sólido de bajo de refracción.

•En el infrarrojo medio, se usan películas de germanio o silicio, depositados

sobre bromuro o ioduro de cesio.

•Para trabajar en el infrarrojo cercano se utiliza una película de óxido de

hierro (III), depositado sobre fluoruro de calcio.

Detectores:

•Se usan detectores piroeléctricos de sulfato de triglicina, usados

principalmente para la región del infrarrojo medio.

•Los detectores fotoconductores enfriados de telururo de cadmio y mercurio

o de antimoniuro de indio, se emplean cuando se necesita mejorar la

sensibilidad o disminuir los tiempos de respuesta.

El más barato ( aprox. $16,000) tiene un intervalo de trabajo de 7800 a

350 cm-1 (1.3 a 29 micrometros) con una resolución de 4 cm-1.

Algunos mas caros ( hasta de $150 000) con detectores, fuentes y

divisores intercambiables que ofrecen intervalos de frecuencia más

amplios y resoluciones más elevadas.

Las resoluciones varían desde 8 a menos de 0.01 cm-1.

A resoluciones más elevadas se necesitan varios minutos para obtener

un espectro completo.

o Presentan una relación señal/ruido que es mejor que la de los instrumentos

dispersivos de buena calidad.

oLos instrumentos interferométricos también se caracterizan por sus altas

resoluciones (<0.1 cm -1) , por la elevada exactitud y reproducibilidad en la

determinación de frecuencias.

oVentaja Teórica: Su óptica proporciona una mayor cantidad de energía que

la de los instrumentos dispersivos.

oLos interferómetros no tienen el problema de la radiación parásita porque

cada frecuencia IR se modula, a una frecuencia diferente.