موضوع مقاله: طیف‌سنجی تبدیل فوریه | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # طیف‌سنجی تبدیل فوریه | مقدمه: طیف‌سنجی تبدیل فوریه یک تکنیک اندازه‌گیری است که به وسیلهٔ آن، بر اساس اندازه‌گیری همدوسی منبع تابشی، طیف به دست می‌آید. | ## بخش 1: طیف‌سنجی تبدیل فوریه | که در این عمل از اندازه‌گیری‌های قلمروی زمانی و فضایی تابش‌های الکترو مغناطیسی استفاده می‌شود. روش‌های متعددی برای اندازه گیری هم بستگی زمانی نور وجود دارد، مثل موج پیوستهٔ مایکلسون یا طیف سنجی تبدیل فوریه و طیف نگار تبدیل فوریهٔ پالسی (که حساس تر است و زمان نمونه برداری کمتری نسبت به تکنیک‌های متداول طیف سنجی دارد اما فقط در محیط آزمایشگاهی قابل استفاده‌است.) عبارت طیف سنجی تبدیل فوریه نشان دهندهٔ این است که در همهٔ این روش‌ها برای تبدیل داده‌های خام به طیف واقعی تبدیل فوریه لازم است، و بر اساس نظریهٔ وینر-کنیچین است. آشنایی اندازه‌گیری طیف نشری یکی از وظایف اصلی طیف سنجی تشخیص دادن این است که در هر طول موج چه مقدار نور منتشر شده‌است. وسیله‌ای که تنها به یک طول موج اجازهٔ عبور می‌دهد و جلوی عبور بقیهٔ طول موج‌ها را می‌گیرد. سپس شدت در این تک طول موج اندازه گیری می‌شود، شدت اندازه گیری شده نشان دهندهٔ این است که چه مقدار نور در آن طول موج انتشار می‌یابد. طیف سنجی تبدیل فوریه یک روش تقریباً غیر مستقیم برای بدست آوردن اطلاعاتی مشابه‌است. این روش به کل نور، شامل طول موج‌های مختلف، در یک زمان اجازهٔ عبور می‌دهد تا شدت کل نور اندازه گیری شود. سپس داده‌های دیگری مبنی بر این که موج شامل چه طول موج‌هایی است به رایانه داده می‌شود. | ## بخش 2: طیف‌سنجی تبدیل فوریه | این روند چندین بار تکرار می‌شود سپس کل داده‌ها به کامپیوتر داده می‌شود و بعد از کار کردن روی داده‌ها اطلاعاتی که هر طول موج شامل چه مقدار نور است بدست می‌آید. برای اندازه گیری دقیق تر، بین نور و آشکار ساز یک چیدمان از چند آینه قرار می‌گیرد که به بعضی از طول موج‌ها اجازهٔ عبور می‌دهد و بقیه را مسدود می‌کند. با تغییر و جابجایی یکی از آینه‌ها به دسته‌ای دیگر از طول موج‌ها اجازهٔ عبور داده می‌شود و در نتیجه داده‌های دیگری به دست می‌آید. همان طور که قبلاً ذکر شد یک فرایند رایانه‌ای نیاز است تا داده‌های خام (شدت نور برای هر مکان از آینه) را به نتایج مورد نیاز (شدت نور در هر طول موج) تبدیل کند. (به همین علت طیف سنجی تبدیل فوریه نامیده می‌شود.) اندازه‌گیری طیف جذبی روش طیف سنجی تبدیل فوریه می‌تواند در طیف سنجی جذبی هم استفاده شود. به‌طور کلی هدف طیف سنجی جذبی سنجش میزان جذب نور عبوری در هر طول موج توسط نمونه‌است. هر چند طیف سنجی جذبی و نشری در اصل متفاوت هستند اما در عمل بسیار مشابه یکدیگرند. ابتدا طیف نشری یک لامپ با گسترهٔ طیفی وسیع اندازه گیری می‌شود (به آن طیف زمینه گفته می‌شود) سپس طیف نشری همان لامپ وقتی که از نمونه می‌گذرد اندازه گیری می‌شود (به آن طیف نمونه می گویند) نمونه قسمتی از نور را جذب می‌کند و باعث می‌شود طیف متفاوتی به دست آید. | ## بخش 3: طیف‌سنجی تبدیل فوریه | بنابراین روش طیف سنجی تبدیل فوریه هم برای اندازه گیری طیف نشری (مثلاً طیف نشری یک ستاره) و هم طیف جذبی (مثلاً طیف جذبی یک مایع) کاربرد دارد. موج پیوستهٔ مایکلسون یا طیف نگار تبدیل فوریه طیف نگار مایکلسون شبیه وسیله‌ای است که در آزمایش مایکلسون مورلی استفاده می‌شود. نور منبع توسط آینهٔ نیمه نقره اندود به دو نور تقسیم می‌شود که یکی از آینهٔ ثابت بازتاب می‌شود و دیگری از آینهٔ متحرک، که یک تاخیر زمانی ایجاد می‌کند. نورها با هم تداخل می‌کنند و اجازه می‌دهند تا همبستگی زمانی نور برای هر تاخیر زمانی متفاوت اندازه گیری شود و قلمروی زمانی را به فضایی تبدیل می‌کند. با اندازه گیری سیگنال در مکان‌های مختلف آینه طیف می‌تواند توسط تبدیل فوریه از همبستگی زمانی به دست آید. در حقیقت در اکثر طیف نگارهای فرو سرخ نمونه بعد از تداخل سنجی در مسیر اپتیکی قرار می‌گیرد. | ## جمع‌بندی | شدت کل در آشکار ساز به صورت زیر است: این فقط یک تبدیل فوریه‌است و معکوس آن نتیجهٔ مورد نظر را بر اساس به ما می‌دهد: تبدیل طیف از قلمروی زمانی به فرکانسی جمع روی همهٔ توزیع فرکانس است تا سیگنال (S(t در زمان به دست آید.