やさしいFT-IRの原理

FT-IRってなんだろう？

ＦＴ−ＩＲは略語であり、正式には

といいます。この3つの言葉を簡単に説明することから始めましょう！！

1.フーリエ変換（Fourier transform）

これは数学用語。信号やデータをフーリエ変換を使い数学的に操作するといった意味です。 当然、フーリエ変換でない赤外分光光度計もあり、このことを分散型赤外分光光度計といいます。

フーリエ変換については、これ以上知らなくても大丈夫ですが、少し興味をもってしまった方は、 これを読んでください。

2.赤外（InfraRed）

赤外線のこと。人間が目で感じる光よりも少し波長の長い光なので、目では見えません。熱を伝える効果を持っている ので熱線と呼ばれることもあり、乾燥や保温などに用いられたりします。そしてこれは電磁波の一種です。

また、赤外線は波長により、さらに「近赤外」「普通赤外（中赤外）」「遠赤外」の３つに分類されます。

というデータになります。

FT-IRで用いられている赤外光は、連続光であり、いろいろな波長の光が混ざりあってできているものです。

周期波形や孤立波形の持つ周波数成分は、いわゆるスペクトル(周波数分布) として表せますが、 時間関数として波形を、周波数の関数としてのスペクトル(振幅、位相、エネルギー、パワーなどの 周波数分布) に変換するための基礎となる数学操作が、フーリエ級数展開やフーリエ変換です。

波長を表すには、いろいろな単位が使われます。通常、赤外線は、波長の逆数の、「波数」という単位を 用い、単位はカイザー（cm-1）を使用します。

3.分光光度計（Spectrophotometer）

17世紀中頃に、ニュートンは太陽光をガラスのプリズムに通すことによって白色光がいろいろな色の光から成り立って いることを発見しました。誰でも虹を見たことがあると思いますが、白色光はあの７色の光すべてで構成されているの です。このプリズムの例のように光をその構成成分に分けることを「分光」、得られる７色のイメージを 「スペクトル（spectrum）」と呼びます。

なお、現在では各波長の強度を表したグラフなどもスペクトルといっています。

分光光度計とは物質に光をあて、次に透過・反射した光を集めて分光し、スペクトルを得る装置といえましょう。

上図は、分光光度計の基本的なしくみです。
※「分光光度計」は、「分光計」、「分光器」ということもあります。

4.まとめ

ＦＴ−ＩＲとは 「フーリエ変換を利用して赤外光の各波長における強度分布を調べる装置」 ということになります。