Analytik: Instrumentelle Verfahren
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Analytik: Instrumentelle Verfahren Funktion und Anwendung von GC, HPLC, MS, NMR, IR, UV/VIS, etc.

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Alt 12.03.2008, 23:00   #1   Druckbare Version zeigen
Uebi Männlich
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Michelson Interferometer

Hallo

Ich weiß, es gibt schon einige Beiträge zum Michelson Interferometer aber hab da noch nicht den richtigen Durchblick bekommen.

Mein Problem liegt darin:

Hat das M. Interferometer die gleiche Aufgabe wie dispergierende Systeme(z.B. Prisma)?
Ich habs so verstanden, dass alle Wellenlängen zur gleichen Zeit durch die Probe strömen und das Michelson Interferometer dazu dient ein besseres Signal/Rauschverhältnis zu erzielen indem es durch Interferenz die Intensität jeder einzelnen Wellen erhöht. Also würde es aus meiner Sicht nicht die Aufgabe eines Gitters oder Prismas übernehmen sondern lediglich die Genauigkeit des IR-Spektrometers erhöhen.

Ist das so einigermaßen richtig oder komplett daneben?
Wäre da echt dankbar, wenn mir das jemand näher bringen könnte!
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Alt 13.03.2008, 17:57   #2   Druckbare Version zeigen
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AW: Michelson Interferometer

Zunöächst mal hast Du durchaus Recht: Das Inferometer ist kein Monochromator, der Licht in seine Wellenlängen zerlegt. Würde Dir folgende Seite zum Einstieg in die FT-Technik empfehlen:

http://www.ir-spektroskopie.de
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Alt 13.03.2008, 18:46   #3   Druckbare Version zeigen
Uebi Männlich
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Themenersteller
Beiträge: 87
AW: Michelson Interferometer

Danke für den Hinweis, aber die Seite hatte ich schon indekt.


Ich frag mich halt nur, ob wirklich direkt alle Strahlen(mit erhöhter Intensität durch konstruktive Interferenz) durch die Probe gehen oder ob einige der Wellenlängen des Strahlenbündels durch destruktive Interferenz dabei ausgelöscht werden? Die Wellenlängen des IR-Spektrums sind ja nicht alle gleich lang, je nach Verschiebung des Spiegels müssten doch einige ausgelöscht während andere Wellenlängen verstärkt werden,oder?
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Alt 13.03.2008, 20:13   #4   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
AW: Michelson Interferometer

Zunächst mal muss man sich vom dem Gedanken lösen, dass in der FT-Technik die Strahlungsintensität des IR-Strahls in Abhängigkeit der Wellenlänge gemessen wird. Das ist das Prinzip der dispersiven IR-Spektroskopie und erfordert einen Monochromator.

In der FT-Technik wird die Strahlungsintensität des IR-Strahls als Funktion einer Strecke x gemessen. Das unmittelbarte Ergebnis, die Rohdaten sozusagen: Ein Interferogramm!

Bitte die erste Abbildung auf www.ir-spektroskopie.de -> Technik der FTIR-Spektrometer betrachten. Beide Spiegel (fest & beweglich) haben einen Abstand zum Strahlteiler. Die Differenz dieser beiden Abstände entspricht dem x und wird als "Gangunterschied" oder auch "Retardierung" bezeichnet.

Natürlich findet auch destruktive Interferenz statt: Bei grossen Gangunterschieden führt dies zur vollständigen Auslöschung des IR-Signals (vgl. reales Interferogramm). Aber wie eingangs erwähnt: Das tatsächliche Messsignal, das detektiert wird, ist die Intensität der polychromatischen IR-Strahlung in Abhängigkeit des Gangunterschiedes x.

Die Umwandlung eines Interferogramms in ein IR-Spektrum geschieht erst durch viele wilde mathematische Operationen; die wichtigste davon ist namensgebend: die Fourier-Transformation.

Und: Alle Klarheiten beseitigt....?
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Alt 13.03.2008, 21:22   #5   Druckbare Version zeigen
Uebi Männlich
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Themenersteller
Beiträge: 87
AW: Michelson Interferometer

Echt nett von dir, dass du dir soviel Mühe gibst!
Aber eine Frage hät ich da noch

Und zwar:
Warum schickt man die IR-Strahlung nicht direkt durch die Probe, denn eigentlich wird dann doch durch das Michelson Interferometer nur noch die Intensität erhöht.
Es werden ja keine Wellenlängen der IR-Strahlung selektiert. Dient das M.Interferometer dann nur der Verbesserung des Signal/Rauschverhälnisses?
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Alt 13.03.2008, 22:13   #6   Druckbare Version zeigen
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Beiträge: n/a
AW: Michelson Interferometer

Es geht nicht um das Signal/Rausch-Verhältnis. Ohne die Modellierung des IR-Signals durch das Interferometer wäre das Interferogramm eine zur x-Achse paralle Linie: Bei jedem x-beliebigen Gangunterscheid wäre die detektierte Intensität des IR-Strahls gleich gross. Heisst: So kommt man einfach nicht zum Spektrum; man würde ohne Interferometer einfach eine konstante und damit informationsfreie Strahlungsintensität detektieren.

Bei monochromatischer Strahlung erhält man duch die Modullierung durch das Interferometer eine Cosinus-Funktion als Messsignal. Bei polychromatischer Strahlung erhält man für jede einzelne Wellenlänge ein siolches cosinus-förmiges Signal. Und all diese Signale überlagern sich. Das Interferogramm entsteht dann durch Interferenz (konstruktiv & destruktiv). Die Abbildungen auf www.ir-spektroskopie.de finde ich für's Verständnis dieser Dinge eigentlich recht hilfreich. Aber zugegeben: Ich habe einige Zeit gebraucht, um die FTIR-Technik in ihren Grundzügen zu verstehen. So richtig übel wird's, wenn man sich die Formeln anguckt, die hinter der Fourier-Transformation stehen.
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Alt 14.03.2008, 01:14   #7   Druckbare Version zeigen
Uebi Männlich
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Themenersteller
Beiträge: 87
AW: Michelson Interferometer

Ich denke die Grundzüge verstehe ich!

Naja um da wirklich 100%igen Durchblick zu bekommen müsste ich mich wohl mit der Fourier Transformation beschäftigen hat aber leider wohl oder übel recht viel mit Mathe zu tun

Aber trotzdem, du hast mir sehr weiter geholfen!
Echt klasse, dass du dir soviel Zeit für mich genommen hast!

Geändert von Uebi (14.03.2008 um 01:20 Uhr)
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Alt 20.09.2011, 14:47   #8   Druckbare Version zeigen
paraeve  
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Beiträge: 1
AW: Michelson Interferometer

*klopf klopf*
Ich bin Chemielaborantin, habe also nicht studiert.


Ein paar Jahre später werfe ich mal folgende Frage nach:
Warum wird im Interefrometer der Lichtstrahl überhaupt geteilt, wenn er dann sowieso wieder überlagert wird? Wirklich nur zur Intensitätserhöhung?

Ich hab nebenbei gesagt kaum Ahnung von Physik, aber beschäftige mich momentan mit unserem Gerät in der Firma.
Ich hab früher nichts über FTIR gelernt.

Bisher habe ich es so verstanden, dass polychromatisches Licht aufgefächert wird im Interferometer, mehr aber auch nicht. Also am Ende immer noch polychromatisches Licht vorliegt. Durch die Variation des Spiegels werden die einzelnen "Wellenlängen" angesprochen, oder sehe ich das falsch? Ich habe übrigens die Seite die oben genannt wurde schon studiert, es ist mir aber an manchen Stellen zu mathematisch.

Dass aus dem Interferogram letzten Endes mein Spektrum berechnet wird, hab ich soweit verstanden.

Danke
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