kscan
14

wanie podczerwone. Efekt całkowitego wewnętrznego odbicia uzyskuje się, gdy promieniowanie pada pd strony ośrodka j)_większej gęstości optycznej (pryzmat o współczynniku załamania n_x) na próbkę (współczynnik załamania n₂) pod kątem 6 większym od kąta granicznego 0_gr dla odbicia całkowitego, według równania

C2)

sin 0_gr = —    (7.68)

Podczas odbicia fala elektromagnetyczna wnika (penetruje) w ośrodek o mniejszej gęstości optycznej (próbkę) na głębokość rzędu długości fali. Głębokość penetracji zależy od długości fali promieniowania, jego kąta padania oraz stosunku współczynników załamania n₂/n₁, według równania:

(7.69)

w którym d_p oznacza głębokość penetracji, X — długość fali promieniowania padającego, 9 — kąt padania. Jeśli próbka badana nie pochłania promieniowania, to cała energia promienista zostaje odbita. Jeżeli jednak próbka absorbuje promieniowanie, to w wyniku selektywnej absorpcji występuje zjawisko osłabionego wewnętrznego odbicia. Tak więc efekt penetracji promieniowania pozwala na wykorzystanie promieniowania odbitego jako nośnika informacji o badanej próbce.

Podstawowym elementem układu służącego do otrzymania widm ATR jest pryzmat (wykonany z materiału o dużym współczynniku załamania), z którym graniczy badana próbka.

Najczęściej stosuje się pryzmaty z następujących materiałów:

1)    KRS-5 (TIBr—Tli) — ma współczynnik załamania n_t = 2,5, co jest wartością idealną do wielu zastosowań, oraz dużą przepuszczalność aż do 300 cm^-1.

2)    German — ma duży współczynnik załamania n₁ = 4 i dlatego jest stosowany do próbek o dużym współczynniku załamania. Może być stosowany do 900 cm^-1.

3)    AgCl — ma współczynnik załamania n_t = 2, a przepuszczalność do 450 cm^-1.

Schemat biegu promieni w układzie ATR przedstawiono na rys. 7.45.

Pojedyncze odbicie daje stosunkowo słabe pasmo absorpcyjne. Z tego powodu wprowadzono metodę wielokrotnego wewnętrznego odbicia — MIR, która umożliwia otrzymanie widm o większej intensywności. W technice MIR stosuje się kryształy w kształcie płytki płaskorównoległej o przekroju trapezowym. Najczęściej stosowane są układy o 25-krotnym odbiciu. Badana próbka jest umieszczona po dwóch stronach kryształu. Schemat biegu promieni w tej metodzie ilustruje rys. 7.46.

121