exposicion instrumental
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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.