会社の上司に「FT-IR」が何かしらべるように言われて
調べているのですが、全く解りません。
FT-IRって何かの略語なのでしょうか?
そもそも、FT-IRって製品なの?規格なの?それともそれ以外?
少しでも解る方、教えて頂けないでしょうか。
よろしくお願いします。

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A 回答 (2件)

FT-IRは


"Fourier Transform Infrared Spectroscopy(Spectrometer)"
の略でフーリエ変換赤外分光法(分光装置)を表しています。
赤外領域での分光法で、干渉計を用いて干渉図形(インターフェログラム)を測定し、
それをコンピュータでフーリエ変換してスペクトルを得るという方法です。
詳しくは下にお勧めする参考書や参考URLを参照ください。

日本分光学会測定法シリーズ 10 フーリエ変換赤外分光法 化学者のためのFT-IR
平石次郎 編
http://www.jssp.co.jp/f_bunko/bunko10.html

参考URL:http://www.jeol.co.jp/Technical/AI/SP/SP-INFORMA …
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この回答へのお礼

素人の質問に丁寧に答えて頂き本当に有難うございます。
大変参考になりました。
参考URLを参照して、更に理解を深めようと思います。
また何か有りましたらお願いします。

お礼日時:2001/07/06 10:21

フーリエ変換赤外分光光度計のことでは?

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この回答へのお礼

素人の質問に回答して頂き有難うございます。
また何かありましたらお願いします。
本当に有難うございました。

お礼日時:2001/07/06 10:27

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Q赤外分光光度計(FT-IR)について。

・赤外分光光度計(FT-IR)について教えてください。
 FT-IRで干渉図形(インターフェログラム)って
 ありますよね。FT-IRは干渉図形をフーリエ変換すること によって赤外吸収(透過)スペクトルに
 なるわけですよね。
 でも、単なる分光光度計(紫外・可視分光光度計)では、
 干渉図形なるものはないですよね?。
 なぜFT-IRだけ干渉図形なるものがあるのですか?
 (なぜ紫外可視分光光度計ではそれがないのか?)
 そもそも、FT-IRにはなぜ干渉系なる部分が存在するの  ですか?

・2つ目の質問として、FT-IRの
 インターフェログラムは
 生データといえるのでしょうか???

教えください、お願い致します。

Aベストアンサー

>赤外光でグレーティングを使えない理由はなんでしょうか?グレーティングで分光すると光量が弱くなるんですか?その理由をぜひとも教えてください。

グレーティング分光器の原理は、入射した光を一度非常に狭いスリットを通し、その後凹面鏡で平行光にしてグレーティングに入射します。(グレーティングから反射した光の角度差で分光するので、平行度を要求します)
このときに光量は大きくロスします。
また、グレーティング自体の反射率も高くありません。
更に、分光した後の光は当然波長毎に光が分かれているので、その分光量は落ちます。(元の光が単色光に近ければ、ロスも小さいのですが)

また、光→電気信号への変換を行う素子として、可視光ではシリコン系の光センサが使えますが、赤外線には反応しません。また反応するセンサでシリコン系に匹敵する感度の高い物がありません。

あと、赤外線はご存じの通り熱と関わりが深く、温度を持っている物質からは赤外線が絶えず出ているわけです。
そのため、可視光で出来る遮光にも限界があります。

フーリエ分光(赤外に限定しない場合は一般にはこう呼ばれています)は、絶えず入射した光量のほとんどを利用する点などから感度が非常に高く計測できます。

しかし、光路差を走査するステージへの要求精度などがきわめて高くなるため、一般には特に紫外光用になると、非常に大がかりな特殊な装置となります。

私の知っている限りでは、紫外光までカバーしているFT分光器は、イギリスの大学にあるFT分光研究グループが製作したFT分光器が唯一の装置になるでしょう。数千万円する大がかりな装置となります。世界でもこの大学以外ではNIST(アメリカの長さなどの単位の基準の管理を司る機関)などに数台(どれも上記グループが製作した物)あるだけです。


では。

>赤外光でグレーティングを使えない理由はなんでしょうか?グレーティングで分光すると光量が弱くなるんですか?その理由をぜひとも教えてください。

グレーティング分光器の原理は、入射した光を一度非常に狭いスリットを通し、その後凹面鏡で平行光にしてグレーティングに入射します。(グレーティングから反射した光の角度差で分光するので、平行度を要求します)
このときに光量は大きくロスします。
また、グレーティング自体の反射率も高くありません。
更に、分光した後の光は当然波長毎に光が分かれ...続きを読む

QFT-IR と XRD の違い

こんにちは。
いつもお世話になっています。

無知なので、変な事いっていたら指摘して下さい。
FT-IRとXRDの違いは何でしょう?
FT-IRは表面の構成物質の特定で、XRDは表面の組成の特定でいいのでしょうか?
Tiをアルカリ処理した物を両方で見たところ、XRDでは表面がTiとなっており(もしかしたら測定ミスかもしれませんが。)、FT-IRでは何かのピークがでてきました。たぶんOとかだと思うのですが。
この様に、XRDではでてこなかったものがFT-IRで出てくる事ってありますか?(表面の測定できる厚さとか?)それともただの私の測定の仕方が悪いのでしょうか。
わからず今パニックになってしまったので質問させて頂きました。

沢山質問書きましたが、わかる部分だけでもいいので、よければご教授お願いします。

Aベストアンサー

FT-IRの事は全く判らないので、XRDの部分だけ。

1、TiO2のピークが出ない理由。
X線回折は使用しているX線に透過性があるため、完全な表面分析ではなく、表面から少し潜ったところの分析と考えたほうがいいと思います。
このときX線が潜り込む深さは、X線の波長(菅球の種類)、サンプルの吸収率、θ/2θの角度によって変わってきます。
例えば単結晶Si基板上の酸化Si膜等は普通にXRD測定すると、酸化膜を透過してしまいほとんどピークが得られません、なので入射角を非常に低くして(0.1~数度)2θのみ動かして測定したりします。
粉末の場合も完全に内部まで酸化していれば(Al2O3等)酸化物としてピーク得られますが、粉末の粒(結晶粒)の表面が酸化していて、結晶粒内部は酸化していない場合、XRDでは表面を透過して内部のピークが強く出てしまいます。
この場合酸化物ピークは、本来の酸素の存在比に比べてかなり小さくなってしまいます。
実際私も、熱分析で酸化増量を測定した鉄粉末をXRDで測定して、酸化鉄のピークほとんど出なかった経験があります。

アモルファスでピークが出ない件。
XRDは結晶の格子間でX線が回折される事を利用した測定法です。
ですのでXRDでピークが得られるのは、結晶構造を持つ物質と言うことにになります(厳密には長周期構造とか人工格子とかありますが)。
通常の物質の場合、結晶構造を持つのは各種固体物質です、逆に結晶構造を持たないのは、液体以外には非結晶性金属(アモルファス)、結晶化してないガラスやプラスチックといったものです、これらはいわば液体が固体にならないまま固くなってしまっている状態とお考えください。
これらはXRDでは明確なピークは得られず、10°~30°付近になだらかなバックグランドの隆起(ハロー)として出てきます。
ちなみにプラスチック等は、このハローとピークの積分面積の比を計算することでどの位の割合で結晶化しているかが判ったりします。

今回は判り易くする為にかなり簡単に書いています、興味がわいたらご自分で調べてみてください。
線吸収係数、LPA補正、結晶化度測定、薄膜X線測定法等がキーワードです。

FT-IRの事は全く判らないので、XRDの部分だけ。

1、TiO2のピークが出ない理由。
X線回折は使用しているX線に透過性があるため、完全な表面分析ではなく、表面から少し潜ったところの分析と考えたほうがいいと思います。
このときX線が潜り込む深さは、X線の波長(菅球の種類)、サンプルの吸収率、θ/2θの角度によって変わってきます。
例えば単結晶Si基板上の酸化Si膜等は普通にXRD測定すると、酸化膜を透過してしまいほとんどピークが得られません、なので入射角を非常に低くして(0.1~数度)2θのみ動...続きを読む

Q赤外吸収 IR について

光についてほとんど知識のないものです。基本的な質問をさせてください。

物質に赤外線を照射すると、それを構成している分子が光のエネルギーを吸収し、量子化された振動あるいは回転の状態が変化する。したがって、ある物質を透過させた赤外線は、照射した赤外線よりも、分子の運動の状態遷移に使われたエネルギー分だけ弱いものとなっている。この差を検出することで対象分子の振動・回転の励起に必要なエネルギーが求めるのが赤外分光ですよね。

これって何で赤外線でないといけないのでしょうか?可視光や紫外線やx線みたいな電磁波でもまったく同じ現象が起こりそうな気がするのですが。だとしたら別に入射させる光は赤外線でなくてもいいと思うのですが吸収されないのでしょうか?


回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

分子の振動モードの固有周波数がたまたま赤外域と一致しているんだと思います。

紫外線やX線では周波数が高すぎて、分子振動を効率よく励起することができません。

QFT-IR He-Neレーザについて

こんにちは
FT-IRのインターフェログラムのサンプリングとしてHe-Neレーザが用いられていますが
なぜHe-Neが用いられるのでしょうか?
観測する波長域が極端に短い(例えば100nmなど)を
サンプリングすることは可能なのでしょうか?
ご返答よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

He-Neは赤です。赤は安価に安定的に作られるからではないでしょうか。
FT-IRにはHe-Ne以外にも複数のレーザが入っていると思います。
レーザは物性に依った光を出すので,
He-Neで100nmを出すことはできません。
受光素子も対応しているとは思いません。

Q中赤外(波長2μm程度)の透過率・屈折率

いつもお世話になります。
私は分析装置について勉強している学生です。
いろいろ調べていくと、中赤外領域の透過率・屈折率がわかる分光装置(FT-IR)があるということがわかりました。
可視領域の透過率・屈折率ならばおよその応用の検討がつきますが、
中赤外領域における透過率・屈折率はなぜ測る必要があるのでしょうか?教えてください。

Aベストアンサー

 CDやMD装置には赤外レーザーダイオードが使用されていますし、光ファイバーも赤外線で通信をしています。
 従って、赤外用の光学レンズなどを設計・製作するために必要ではないでしょうか。
 光学レンズメーカーのURLを書いておきます。この中に赤外レンズのページがあるので、参考になるかも知れません。

参考URL:http://www.edmund.co.jp/

QクライオスタットとFT-IRの原理について

クライオスタットで半導体素子の冷却を行い、FT-IRで分光し、ボロメータでディテクトしている実験装置があります。

ボロメータはセンサの温度変化から抵抗率の変化を測定して光の検出を行なっていると認識していますが、IF-IRとクライオスタットの基礎的な原理が理解できておりません。

クライオスタットは、大きな圧縮機が付属しているタイプです。
液体ヘリウムを利用して、エアコンと同じくポンプで圧縮して再度液体ヘリウムにし、冷却を行なっている…との認識なのですが、かなり不安があります。

また、FT-IRですが、回折格子を使ったり、可動式ミラーで共振長を求める手法だったりとあったと思うのですが、こちらもあいまいな知識です。

かなり適当な知識しかなく、また間違っているところもあると思います。
お分かりになる方、色々と指摘していただけると嬉しいです。

Aベストアンサー

クライオスタット:
簡単に言えば、液体ヘリウムを減圧することで沸点を下げ気化熱で温度を下げることで常圧での液体ヘリウム温度以下の温度に冷却する装置です。
3Heを使うほうがより温度を下げることができるのですが、3Heは4Heと比べるとはるかに希少であるため無駄遣いできません。そこで回収して液化して再利用します。

FT-IR:
可動ミラーを使うタイプでは、まず最初に白色光源(赤外領域の連続分布を持つ光源)から出た光をビームスプリッタで二方向に分けます。
一方の光は固定鏡で反射しもう一方の光は可動鏡で反射して、戻ってきた光を干渉させます。
この干渉光の強度を二つの光路の光路差の関数としてみて(これをインターフェログラムと呼ぶ)これをフーリエ変換すると、波長の逆数に対する強度の関数が得られます。
白色光で分光測定が可能な方法であり、単色光を取り出して用いる分光法に比べ計算が必要ですが非常に高速で高い精度の測定が可能です。

Qスライドグラスの赤外特性

 お世話になります。

 化学の素人です。わけあって顕微FT-IRである高分子膜の赤外分光特性を測定
しなければならなくなりました。その膜はスライドグラスの上に着けてあります。

 赤外領域(4000~400cm-1)でガラスの吸収はどの程度かを教えて下さい。
赤外領域で、あまりガラスの吸収が大きいと、高分子膜の吸収特性が測れません。

Aベストアンサー

ホウケイ酸ガラス(普通のガラス)の場合、1100cm-1を中心に前後200cm-1くらいブロードでおおきな吸収がでます。高分子膜がオレフィン系の場合はあんまり問題ないですが、その他のものだとかなりじゃまになります。
No.2の方がおっしゃるように、ATRでしたら高分子膜が数ミクロン以上あればガラスの層まではもぐりこまないのでいいのですが。クリスタルを選べるのであれば、もぐりこみの浅いGeで測定するのがおすすめです。

Q解析的に解くと言えば、一般解や厳密解を求めることでしょうか。

解析的に解くと言えば、一般解や厳密解を求めることでしょうか。

FEMのような数値解析は、解析的に解くとは言わないんでしょうか。

英語で論文を書いているのですが、

FEMによる方法を
numerical analytical methodと書こうと思ってますが、

方程式の一般解を導いた方法は英語で何と書けばよいのでしょうか。
単に,analytical method でよいのでしょうか?
analytical method と書いたら、numerical analytical methodのことも
含みますか?

お恥ずかしいですが、こんな低レベルで論文を書こうとしていますww
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

>解析的に解くと言えば、一般解や厳密解を求めることでしょうか。
YES

>FEMのような数値解析は、解析的に解くとは言わないんでしょうか。
NO.数値的解法です。

>FEMによる方法をnumerical analytical methodと書こうと思ってますが、方程式の一般解を導いた方法は英語で何と書けばよいのでしょうか。
Analytical or exact method/solution

>analytical method と書いたら、numerical analytical methodのことも含みますか?
no.numerical analytical methodとはいいません。analyticalとは解析解で,FEM等の数値解法を含みません。

Q1H-NMRとIR

 1H-NMRとIR(赤外分光法)についてお伺いします。なぜ1H-NMRでは、ピークの
積分強度が1Hの数に正確に比例するのに、IRではそうならないのでしょうか。
IRでも、一つのピークに注目すれば、Lambert-Beerの法則の通り、結合数にピ
ーク強度(吸光度で表したときのピークの高さ)は比例すると思いますが。よろ
しくお願いします。

Aベストアンサー

> IRでも、一つのピークに注目すれば、結合数にピーク強度は比例する

確かにそれは成り立つと思いますが、「1つのピークに注目する」限り、
「分子内の各結合の相対数」はわかりません。
(結合の種類毎に、ピークの位置が変わるため)
強度からわかるのは、「その試料に含まれる目的物質の濃度」になると思います。


では、なぜ、NMRでは「分子内の各原子の相対数」がわかるのに、
IRでは「分子内の各結合の相対数」がわからないのか、について
ですが・・・

これは恐らく、
 ・NMRでは必ず核スピンの励起が起こるだけの、強い外部磁場が
  掛かっているために、全領域で励起確率が100%になっている
 ・IRでは、吸収波長の赤外線が当たれば、全結合が必ず吸収できる
  わけではなく、結合の種類によって吸収確率が変化している
ということではないか、と推測します。
(それぞれの確率に差が出るのは、もしかしたら、核スピンが量子化
 されていて、結合の振動が量子化されていないことが原因になって
 いるのかもしれませんが・・・よくわかりません(汗))

或いは、IRの場合、他の波長で吸収したエネルギーが、蛍光・燐光の
ように、別波長で放射される場合がある・・・のかもしれません。

> IRでも、一つのピークに注目すれば、結合数にピーク強度は比例する

確かにそれは成り立つと思いますが、「1つのピークに注目する」限り、
「分子内の各結合の相対数」はわかりません。
(結合の種類毎に、ピークの位置が変わるため)
強度からわかるのは、「その試料に含まれる目的物質の濃度」になると思います。


では、なぜ、NMRでは「分子内の各原子の相対数」がわかるのに、
IRでは「分子内の各結合の相対数」がわからないのか、について
ですが・・・

これは恐らく、
 ・NMRでは必ず核スピ...続きを読む

Qそもそも「時間」とは何なのでしょうか?

「時間」に関する素朴すぎる疑問に答えていただけると幸甚です。

1.時間と空間は表裏一体のものですか?
  たとえば、電磁波における電場と磁場のように。
2.時間にエネルギーはありますか?
3.時間は波動のようなものですか?
  波動やエネルギー、原子、素粒子といったもので説明できないものなのでしょうか。
4.現在・過去・未来は同時に存在していますか?
  現在からみて、1年前、1年後の世界というのは別空間、別次元等に存在しているものなのか。
5.時間は現在から未来へ進みますが、それを進ませる推進力は何でしょうか?
  エントロピーの法則と関係がありますか。
6.時間はどうして止まらないのか?
  相対性理論によれば、時間は伸び縮みしますが、
  光速ロケットに乗っている本人の時間は変わらないですよね。
  本人時間で1年経てば、一年歳を取るというふうに。
  ずっと動いているわけで、止まるということはないのでしょうか?

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>7.どうして時間についてよくわからないのか?

 物理学的には、時間は「数学の変数として扱えればいい」からです。ちなみに相対論以降、空間と時間は不可分です。

 重力も、その振る舞いについては研究しますし、4つの力(重力、電磁気力、弱い力、強い力)が宇宙誕生初期には一つにまとまっていたころまで遡って理論化しようともしていますが、重力、あるいは4つに分離した力、さらにはそれらを一つにまとめた力が、どうしてあるかについては無頓着です。

 時間そのものが、物理学的に分かっていないのは、分かる必要が無いから、誰も調べていないのです。

 それでも時間の振る舞いについては、物理学的な事象として最小の時間である、プランク時間があることは分かっています。これは、物理学的事象が連続したアナログではなく、離散的なデジタルであることを意味します。

>8.静止している人と光速移動している人とに流れる時間は同じか?

 それは特殊相対論で答えが出ています。互いに違います。光速度未満でも、相対速度が0でなければ、それぞれ違う時間になります。

> 速度0の人と、速度Aで移動している人に流れる時間は同じだという証明はされていますか?

 特殊相対論的、一般相対論的に異なるという証明がされています。

> 地球上で流れる(過ごす)時間と、宇宙の果てで流れる(過ごす)時間に違いはあるか?

 曖昧なご質問ですが、原則として同じようなものです。しかし空間が膨張しているため、厳密な定義は難しいでしょう。ここでも時間と空間が不可分なことが影響します。

>9.時間にゆらぎがあるのか?

 ありません。物理学における「ゆらぎ」とは、何らかの物理量について、時空的(時間的、空間的)な平均値からの変動のことです。時間をも元にしてのものですから、時間そのものの揺らぎは考えません。

>10.時間のない世界はどんな世界?

 ビッグバン宇宙の始まる以前の世界です。基本的には、無でしょうね。

 ホーキング博士の考えでは、もし本物のブラックホールがあったら、その特異点では時間がないとのことです。時間が無いけれど、あらゆる可能性を持った量子的な何か。

 またホーキング博士は、時間を複素数で考えると、ビッグバン宇宙の始まる以前と滑らかにつながり、時間はずっとあり続けるという仮説を述べています。

> 想像もできないのでしょうか?

 (実数)時間ない世界はホーキング博士の提唱している世界ですが、その数式をイメージできる人はいないでしょう。発案者のホーキング博士でも、喩えですら説明できていません。
 そもそも、その元となる量子力学がイメージを拒絶しているということはありますが(量子力学の名言に「量子力学が分かったと思えたら、それは量子力学が分かっていない証拠だ」といのがあります)。

> そこには空間も存在しませんか?

 しません。時間停止の世界なら空間は存在し得ますし、そもそも物理学では「時間を止めて」記述することも多いのです(特に量子力学)。時間の無い世界だと、空間もありません。

> 深海魚が水のない世界を想像できないように、人間は時間のない世界を認識できないのでしょうか?

 深海魚の喩えは合わないです。時間停止の場合、それは時間停止の世界を見るこちら側の認識で、時間停止世界の住人からすれば、普通に時間は流れています。
 その時間もないとなると、空間も消滅し、当然ながら物質も何もありません。それをどう認識するかは、個々人の問題かもしれません。

>11.ミクロの世界の時間とマクロの世界の時間に違いはあるか?

 特に違いはありません。

> 素粒子の世界では因果律は破られており、時間は逆行しているのではないですか?

 反物質は、物理学理論的には、普通の物質の時間を逆転したものです。素粒子的にはそうなんですが(素粒子であるため情報は運べない)、それがマクロの物体になったときどうなのかは、今のところはっきりしない部分があります。

>12.時間はあらゆる物理的物体から独立している?

 いえ、時間と空間は不可分です。そして、空間は物質(エネルギーと言い換えたほうが正確)と不可分です。

> 時間は速度、重力、熱などのものから独立していると証明されているのか?

 独立していないと証明されています。

>13.ひも理論と時間
> ひも理論では多くの次元が存在するそうですが、多次元になっても時間は変わらないと考えられているのでしょうか?

 物理学理論は、空間的には3次元に限定されません。さすがに0次元には適用できませんが、1次元でも4次元でも、それ以上のn次元でも適用できます。ただし、空間3次元以外の世界は無いため、実験・観測事実はありません。
 ただし、時間を2次元以上にすることは、理論的に成功していません。もちろん、実験・観測事実もありません。
 超ひも理論で空間が4次元以上とされていますが、観測可能な、この宇宙の空間3次元以上の、高次元空間は、コンパクトに折りたたまれていて観測できないと考えられています。もしかすると、数学的都合のためだけの便法であるかもしれません。

 この4次元時空でも、CPT対称性(チャージ、パリティ、時間がセットになった対称性)というものがあり、そのうち二つが一時的に破れてもいいとされています。そのとき、残った一つが二つの破れを補うように破れます。つまり、三つセットでは安定しているということです。しかし、時間だけ見れば、それが常に安定しているとは限らないということでもあります。

 さらに、21世紀に入ってから、三つセットで対称性が破れる可能性が示唆されています。これは、いろいろな物理学理論の基礎であるローレンツ対称性をも破ることになるため、注目されているようです。

 そんな問題山積の状況です。ぼんやりと「時間って何だろう?」と考える暇すら、物理学にはありません。

>7.どうして時間についてよくわからないのか?

 物理学的には、時間は「数学の変数として扱えればいい」からです。ちなみに相対論以降、空間と時間は不可分です。

 重力も、その振る舞いについては研究しますし、4つの力(重力、電磁気力、弱い力、強い力)が宇宙誕生初期には一つにまとまっていたころまで遡って理論化しようともしていますが、重力、あるいは4つに分離した力、さらにはそれらを一つにまとめた力が、どうしてあるかについては無頓着です。

 時間そのものが、物理学的に分かっていないのは、...続きを読む


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