基於光彈偏振調制的方法可以排除空間中氣體的干擾,本實驗利用紅外光單光束光譜以及偏振調制紅外光光譜的分析方法,分別觀察空間中以及樣品表面的水氣訊號,以探討真空中水氣吸附的行為以及絕熱膨脹效應的影響。 本論文研究包含(1)水氣訊號的判斷,(2)水氣吸附行為探討,以及(3)絕熱膨脹效應探討等三大主題。實驗中首先測量不鏽鋼及鋁合金樣品背景值訊號,並分辨重水與輕水的水氣表面吸附訊號,作為其它後續實驗判斷水氣吸附的重要依據。在水氣吸附行為探討實驗中,觀察到曝入的水氣氣壓超過11 mbar後,表面的水氣訊號強度將快速的增加。曝入氮氣後,氮氣分子會撞離樣品表面的水氣,而轉移到腔體空間中,造成樣品表面水氣訊號降低,而空間中的水氣訊號增加。然而,實驗中也發現曝入氮氣後,表面吸附的水氣訊號及空間中的水氣訊號,二者皆呈現增加的現象,其成因可能是曝氮氣時所趕出的部分水氣集中於某處,而於曝氣之後再放出的結果。另外,本實驗亦研究了絕熱膨脹作用對於表面水氣吸附之影響,實驗發現水氣混合氮氣抽氣後,表面水氣增加,且由於分析系統的特殊性,可確定在抽氣8秒後即可觀察到因絕熱膨脹作用表面水氣增加的現象。