ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Фурье-спектроскопия в химических исследованиях из "Применение ЭВМ в химических и биохимических исследованиях" Например, Мюльгеймская система не имеет возможности управлять экспериментом, проводимым по замкнутому циклу в режиме двустороннего обшения. Кроме этого, желательно было бы иметь осциллографы для наблюдения за состоянием эксперимента (например, получать на экране суммарную кривую при усреднении результатов по времени). Возможно, в дальнейшем такие устройства будут присоединены к системе по-видимому, для этого будут использованы малые сателлитные ЭВМ. [c.86] Особую признательность автор выражает профессору, д-ру С. Вилке, директору института, который одобрил проект системы и оказывал всяческую поддержку его разработке. [c.86] Спектроскопия с Фурье-преобразованием, именуемая обычно Фурье-спектроскопией (ФС), является, по-видимому, одним из наиболее значительных и динамических новшеств, появившихся в области измерительной техники свое основное применение она нашла в инфракрасной спектроскопии и спектроскопии ядерного магнитного резонанса. В данной статье мы рассмотрим теорию и практику ФС, осветив некоторые аспекты прикладной математики, теории связи, понятий измерительной аппаратуры и лабораторной методики. [c.89] В чем же заключается сущность метода преобразований и почему он используется Ответ состоит в том, что его прйменение позволяет упростить решение многих задач. Иными словами, в ряде случаев преобразования дают возможность получать конечные результаты с меньшими трудностями, чем при использовании прямых методов. [c.89] Преобразование может иметь или не иметь физического смысла, но в общем случае оно является отображением, обладающим некоторыхми логическими свойствами, поскольку оно, во-первых, однозначно, а во-вторых, взаимно, т. е. обратимо. [c.89] Своеобразный пример использования метода преобразований можно найти в гидродинамике. Функции, описывающие поля течений, должны всегда подчиняться волновым уравнениям, однако в общем случае и при произвольной геометрии течения волновое уравнение может иметь очень сложный вид. Было установлено, что иногда проще сначала осуществить преобразование произвольной геометрии в более простую (плоскую или близкую к эвклидовой), а затем применить обратное преобразование к найденному решению волнового уравнения. Таким образом, при использовании этого непрямого метода решение трудной задачи становится более простым. [c.89] Такое преобразование остроумно выполняется с помощью нанесенной на инструменте прямолинейной числовой шкалы с логарифмическим масштабом. [c.89] Передача информации в спектре связана с определенными характерными величинами (энергией, поглощением, мощностью рассеяния и т. п.). Каждая такая величина обычно определяется как функция от некоторой ортогональной переменной (времени, частоты и т. п.). Характерным параметром, связанным с этой ортогональной переменной, является разрешение. В классических измерениях каждый разрешаемый элемент последовательно измеряется во времени. В ФС все разрешаемые элементы регистрируются одновременно, т. е. канал передачи информации или сигнала является мультиплексным почти так же, как в телевизионном сигнале или в широкополосной телефонной линии. Обычно в спектроскопии подобная процедура приводит к тому, что при заданном отношении Сигнал/Шум измерение выполняется значительно быстрее или при одной и той же длительности измерения получается выигрыш в отношении Сигнал/Шум. [c.90] Немногие другие методы современной науки прошли такой большой путь развития и были так тесно связаны с научным прогрессом. Анализ Фурье не мог быть открыт без разработки Ньютоном и Лейбницем дифференциального и интегрального исчисления. Именно в тот период (ХУП век) отмечался большой интерес к исследованиям фундаментальных явлений природы. В основу исследований, приведших в конечном итоге, примерно через три столетия, к созданию ФС как лабораторной методики, легли два параллельных направления науки. Одним из этих направлений являлась оптика с ее никогда, по-видимому, не прекращавшейся дискуссией о природе света, другим — исследование колебаний струн и проблем, связанных с граничными условиями. Ньютон, Гюйгенс и другие титаны эпохи Разума в Англии и на континенте внесли существенный вклад в развитие оптики, в то время как математики Тейлор, Бернулли, Эйлер и д Аламбер дали начальный толчок пониманию процессов колебаний. [c.90] Основной вклад в рассматриваемую методику спектроскопии был сделан человеком, давшим ей свое имя. Это был Ж. Б. Фурье (1768—1830), опубликовавший в 1822 г. книгу Аналитическая теория теплоты , всесторонне раскрывшую этот метод анализа. Дальнейшая работа по исследованию граничных условий проводилась примерно в тот же период Дирихле и Нейманом. В XX веке метод анализа Фурье применялся при решении многих проблем в квантовой механике — такими светилами науки, как Шредингер и Дирак в теории связи — Винером, Райсом и др. в оптической спектроскопии — Майкельсоном (его работы были лишь первым шагом в направлении современного использования метода). [c.90] Открытия в области ФС продолжаются. Сказанное дает лишь самое поверхностное представление об удивительной и глубокой научной истории метода и показывает, что Фурье-спектроскопия, как новое явление в прикладной химии, появилась не на пустом месте. Однако подобно персонажу из сказки она продолжает расти. [c.91] Вернуться к основной статье