13.17 : مطيافية الأشعة تحت الحمراء ذات الانعكاس الكلي المخفف (ATR): نظرة عامة

تعتبر مطيافية الأشعة تحت الحمراء ذات الانعكاس الكلي المخفف (ATR) تقنية تحليلية قوية تستخدم لدراسة تركيب المواد. وهي تستخدم على نطاق واسع في الكيمياء وعلوم المواد وعلوم الطب الشرعي وغيرها من المجالات التي تتطلب توصيف العينة. تتمتع مطيافية الأشعة تحت الحمراء ذات الانعكاس الكلي المخفف بالعديد من المزايا مقارنة بمطيافية الأشعة تحت الحمراء التقليدية، بما في ذلك متطلبات تحضير العينة القليل أو الاكتفاء بإعداد بسيط للغاية والقدرة على تحليل مجموعة واسعة من العينات.

تبدأ عملية مطيافية الأشعة تحت الحمراء ذات الانعكاس الكلي المخفف بتوجيه شعاع من الأشعة تحت الحمراء إلى بلورة الماس أو الجرمانيوم. يؤدي معامل الانكسار العالي إلى الانعكاس الداخلي الكلي للشعاع داخل البلورة. عندما يصل الشعاع إلى السطح الفاصل بين البلورة ذات معامل الانكسار العالي والعينة ذات معامل الانكسار المنخفض، يتم توليد موجة متلاشية تمتد إلى ما هو أبعد من سطح البلورة إلى العينة. عندما تتفاعل الموجة المتلاشية مع العينة، يتم امتصاص بعض الطاقة من الموجة. يعتمد العمق الذي تخترق به هذه الموجة العينة على طول موجة الضوء الساقط وزاوية السقوط ومعاملات الانكسار للبلورة والعينة. تتوافق الطاقة الممتصة مع الترددات الاهتزازية للجزيئات الموجودة في العينة، مما يُنتج طيف امتصاص فريدًا. يحتوي كل جزيء على مجموعة فريدة من اهتزازات الرابطة ويمتص الأشعة تحت الحمراء عند أطوال موجية محددة. تساعد مقارنة طيف الامتصاص للعينة بالأطياف المعروفة في تحديد التركيب الجزيئي للعينة بدقة.