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s- und p-Stellung bei IR-Polarisatoren 10.11.2012

Für die Kalibrierung von IR-Polarisatoren kann der nachfolgend beschriebene Versuch durchgeführt werden. Dazu eignet sich jeder beliebige ATR-Meßzusatz (Ausnahmen siehe unten). Gemäß den physikalischen Grundlagen der ATR-Technik hängt die Eindringtiefe des IR-Strahls in die Probe u.a. von seinem Polarisationszustand ab. Um Einflüsse auf die Absorptionsbanden durch molekulare Orientierungen auszuschließen, werden vollkommen isotrope Substanzen verwendet, wie es besonders Flüssigkeiten darstellen. Dabei spielt es keine Rolle, ob sich der Polarisator am Strahleingang des ATR-Meßzusatzes oder an dessen Strahlausgang befindet. Wichtig ist hingegen, daß die Spiegel in einem Meßzusatz den Polarisationszustand verändern können, weshalb eine vorgenommene Kalibrierung nicht unbedingt auf andere ATR-Meßzusätze mit deutlich abweichenden Optischen Wegen übertragbar ist. Die folgenden Schritte beschreiben den Versuchsablauf:

  1. 1.  Polarisator auf „0“ einstellen
  2. 2.  Untergrundspektrum des leeren ATR-Kristalls aufnehmen
  3. 3.  ATR-Kristall mit Wasser bedecken
  4. 4.  Probenspektrum aufnehmen
  5. 5.  ATR-Kristall säubern
  6. 6.  Polarisator auf „90“ einstellen
  7. 7.  Untergrundspektrum des leeren ATR-Kristalls aufnehmen
  8. 8.  ATR-Kristall mit Wasser bedecken
  9. 9.  Probenspektrum aufnehmen

Bei einem Einfallswinkel von 45° zeigt eines der beiden Spektren auf der gemeinsam skalierten Y-Achse nur die halbe Intensität. Die zugehörige Polarisatorstellung entspricht der "s"-Stellung (rotes Absorptions-Spektrum in der linken Abbildung) und das andere Spektrum mit der doppelten Intensität folglich der "p"-Stellung (blaues Absorptions-Spektrum in der linken Abbildung).

Grundsätzlich kann für diesen Versuch auch eine andere Flüssigkeit als Wasser verwendet werden, z.B. Aceton. Dabei sollte die Flüssigkeit aber abgedeckt werden, um ein frühzeitiges Verdampfen während der laufenden Spektrenaufnahme zu verhindern.

Diese Methode funktioniert mit allen ATR-Meßzusätzen ausser bei Circle-Zellen mit ihren stabförmigen und im Querschnitt runden Kristallen, da diese Kristallform in Verbindung mit der spezifischen Koppeloptik den IR-Strahl depolarisiert.

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