Fourierova transformace: klíč k pochopení spekter

Fourierova transformace je matematická metoda, která umožňuje převádět signál z časové domény do frekvenční domény. V praxi to znamená, že z časového průběhu signálu, který může být složitý a nepravidelný, dokážeme pomocí této transformace zjistit, jaké frekvence v něm jsou obsaženy – a v jaké intenzitě.

Tato technika je zásadní například v oblasti infračervené spektroskopie, konkrétně při použití FTIR spektrometrů, kde je právě Fourierova transformace základem celého principu měření. Umožňuje totiž z jednoho komplexního interferenčního signálu (tzv. interferogramu) získat kompletní infračervené spektrum vzorku.

Jak to funguje?

Každý složený signál – ať už je to zvuk, světlo nebo elektromagnetické záření – se skládá z mnoha jednoduchých sinusových vln různé frekvence. Fourierova transformace rozloží tento signál právě na tyto základní vlny. Výsledkem je spektrum, které ukazuje, kolik jednotlivých frekvenčních složek bylo v původním signálu přítomno.

Matematicky se transformace vyjadřuje takto:

Kde se používá?

Fourierova transformace má široké využití nejen v analytické chemii, ale i v:

· Zpracování zvuku a obrazu

· Analýze vibrací a šumů

· Telekomunikacích a datových přenosech

· Lékařském zobrazování (např. MRI)

V kontextu FTIR spektroskopie umožňuje velmi rychlé a přesné měření celého spektra v jediném kroku, což by u klasických metod nebylo možné.

Chcete se dozvědět více o tom, jak Fourierova transformace souvisí s analýzou materiálů? Přečtěte si náš článek o FTIR spektrometrii.