13.17 : Spektroskopia w podczerwieni z osłabionym całkowitym odbiciem (ATR): Przegląd

Spektroskopia w podczerwieni z osłabionym całkowitym odbiciem (ATR) to potężna technika analityczna stosowana do badania składu materiałów. Jest szeroko stosowana w chemii, nauce o materiałach, kryminalistyce i innych dziedzinach, w których wymagana jest charakterystyka próbki. ATR ma kilka zalet w porównaniu z tradycyjną transmisyjną spektroskopią w podczerwieni, w tym wymóg niewielkiego lub żadnego przygotowania próbki i możliwość analizowania szerokiego zakresu próbek.

Proces ATR rozpoczyna się od skierowania wiązki promieniowania IR na kryształ diamentu lub germanu. Wysoki współczynnik załamania światła prowadzi do całkowitego wewnętrznego odbicia wiązki w krysztale ATR. Gdy wiązka uderza w interfejs między kryształem o wysokim współczynniku załamania światła a próbką o niższym współczynniku załamania światła, generowana jest fala zanikająca, która wykracza poza powierzchnię kryształu do próbki. Gdy fala zanikająca oddziałuje z próbką, część energii z fali zostaje pochłonięta. Głębokość, na jaką fala ta przenika próbkę, zależy od długości fali padającego światła, kąta padania oraz współczynników załamania światła kryształu i próbki. Pochłonięta energia odpowiada częstotliwościom drgań cząsteczek w próbce, tworząc unikalne widmo absorpcyjne. Każda cząsteczka ma unikalną kombinację drgań wiązań i pochłania promieniowanie IR przy unikalnych długościach fal. Porównanie widma absorpcyjnego próbki ze znanymi widmami pomaga zidentyfikować skład cząsteczkowy próbki.