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Lexikon der Chemie: Reflexionsspektroskopie

Reflexionsspektroskopie, Remissionsspektroskopie, Teilgebiet der Spektroskopie, das die von einer Probe reflektierte Strahlung mißt. Die R. dient vornehmlich zur spektralen Untersuchung lichtundurchlässiger und unlöslicher Proben. Das gemessene Reflexionsvermögen einer Probe besteht aus zwei Anteilen: 1) der regulären Reflexion, bei der die Strahlung spiegelnd von der Oberfläche reflektiert wird. Sie wird durch die Fresnelschen Gleichungen beschrieben; 2) der diffusen Reflexion, bei der die Strahlung gleichmäßig in alle Richtungen reflektiert wird. Sie kommt dadurch zustande, daß die Strahlung in die Probe eindringt und nach teilweiser Absorption und mehrfacher Streuung an die Oberfläche zurückgelangt. Reguläre und diffuse Reflexion stellen idealisierte Grenzfälle der Reflexion dar. Die gemessene Gesamtreflexion einer Probe setzt sich aus beiden Anteilen zusammen. Durch spezielle Techniken wie durch Messung zwischen gekreuzten Polarisationsprismen oder durch Verdünnung der Probe mit einem Weißstandard (z. B. MgO) kann die reguläre Reflexion jedoch weitgehend eliminiert werden.

In Analogie zum Lambert-Beerschen Gesetz lassen sich wegen der Proportionalität von reflektierter Strahlung und Konzentration bei konstanten äußeren Bedingungen (vor allem konstanter Korngröße der Probe) quantitative Bestimmungen durchführen.

Messungen von Reflexionsspektren können mit den üblichen Spektralphotometern (Spektralapparaturen) durchgeführt werden, da diese in der Regel mit einem zusätzlichen Reflexionsansatz ausgerüstet sind. Man vergleicht die Reflexion der Probe mit der Reflexion eines Standards (z. B. MgO oder Milchglas). Um eine Abhängigkeit der Reflexion vom Einfallswinkel der Strahlung zu vermeiden, beleuchtet man die Probe mit einer Photometerkugel (Ulbrichtsche Kugel), die innen mit einem diffus reflektierenden weißen Belag (MgO) versehen ist (Abb.). Die Probe wird dabei an eine Öffnung der Photometerkugel gepreßt und durch entsprechende Lichtquellen über die Photometerkugel diffus bestrahlt. Die reflektierte Strahlung wird senkrecht abgenommen und von der Photozelle registriert. Durch spektrale Zerlegung des reflektierten Lichtes erhält man das Reflexionsspektrum.



Reflexionsspektroskopie. Abb.: Schema einer Photometerkugel.

Die Anwendung der R. hat in den letzten Jahren ständig zugenommen, z. B. zur Untersuchung von Pigmenten, Kunststoffen, Textilien und Papier. Die R. wird zur Oberflächenanalytik, Untersuchung von Katalysatoren, Verfolgung von Reaktionen fester Stoffe oder auch zur quantitativen Auswertung von Papier- und Dünnschichtchromatogrammen eingesetzt. Besondere Bedeutung hat auch die Methode der abgeschwächten Totalreflexion (ATR-Technik) in der Infrarotspektroskopie erhalten, die sich zur Untersuchung von Proben, die für IR-Strahlung nicht transparent sind, sehr bewährt hat.

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