s- und p-Stellung bei IR-Polarisatoren
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 in diesem Versuch 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 erheblich abweichenden optischen Wegen übertragbar ist. Die folgenden Schritte beschreiben den Versuchsablauf:
- Polarisator auf „0“ einstellen
- Untergrundspektrum des ATR-Kristalls ohne Probe aufnehmen
- ATR-Kristall mit Wasser bedecken
- Probenspektrum aufnehmen
- ATR-Kristall säubern
- Polarisator auf „45“ einstellen
- Schritte 2 bis 5 wiederholen
- Polarisator auf „90“ einstellen
- Schritte 2 bis 5 wiederholen
- Polarisator auf „135“ einstellen
- Schritte 2 bis 5 wiederholen
Bei einem Einfallswinkel von 45° zeigt eines der insgesamt vier Spektren auf der gemeinsam skalierten Y-Achse nur die halbe Intensität des Spektrums mit maximaler Intensität. Die zugehörige Polarisatorstellung entspricht der "s"-Stellung (blaues Absorptions-Spektrum in der Abbildung oben) und das andere Spektrum mit der doppelten Intensität folglich der "p"-Stellung (rotes Absorptions-Spektrum in der Abbildung oben). Die beiden mittleren Spektren mit fast gleicher Intensität sind ohne Belang.
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.