Kemi

Reflektionsmetoder inom IR-spektroskopi


Riktad reflektionsspektroskopi

princip

Riktad eller spegelreflektion kan observeras på släta, plana ytor. Vid gränssnittet mellan två medier med brytningsindexen n1 och n2 den infallande strålningen reflekteras delvis. Reflexionsförmågan R (förhållandet mellan reflekterad strålning och infallande strålning) är beroende av

  • de våglängdsberoende brytnings- och absorptionsindexen och
  • strålningens infallsvinkel

För icke-absorberande material och vinkelräta infallsvinklar gäller följande för reflektionsförmågan R:

R.=(n2-n1)2(n2+n1)2

För absorberande ämnen måste även absorptionsindex k beaktas:

n'=n+ikn' - komplext brytningsindex k - absorptionsindexn - brytningsindex

Detta resulterar i reflektiviteten R för det absorberande materialet 2:

R.=(n2-n1)2+n22k22(n2+n1)2+n22k22

Nödvändig förutsättning:

  • vinkelrät infallsvinkel och
  • Tyg 1 icke-absorberande

Det reflekterade ljuset är därför beroende av absorptionsindex och bär information om ämnet 2. Absorptionen kan ökas med större infallsvinklar.

Reflexionsspektra skiljer sig mycket från transmissionsspektra eftersom de visar bandformer som liknar derivator. De förvrängda banden (rena reflektionssignaler) observeras med små vågtal, med stora vågtal upp till NIR-området hittar man absorptions-reflektionssignaler. Med hjälp av Kramers-Kronig-transformationen (KKT) beräknas absorptionsspektra från reflektionsspektra. Graden av reflektion beror på brytnings- och absorptionsindex för föremålet som undersöks. Därför måste båda indexen beaktas vid beräkning av absorptionsspektrum. Kramers-Kronig-transformationen separerar spektralinformationen enligt brytningsindex och absorptionsindex, vilket gör det möjligt att tolka spektra.

Utrustning

Det finns tillbehör med variabla och konstanta infallsvinklar. Justeringen av dessa enheter är komplex och sker med en spegel tills en maximal signal erhålls. Tillbehör med konstant infallsvinkel används oftast eftersom de är billiga, robusta och lätta att använda.

Ansökningar

Riktad reflektion används där släta ytor ska undersökas oförstörande (t.ex. ytor på CD-skivor, färger på historiska föremål).


Video: Crash Course i Algebra 30 - ReflektionSpegling kring linje och plan - Formler och härledningar (November 2021).