Quantitative Analyse

Zusammenfassung

Zur Ausweitung der qualitativen zu einer quantitativen Analyse benötigen wir einen zahlenmäßigen Zusammenhang zwischen den beobachteten spektralen Kennzeichen und der Zahl der Moleküle, die sie verursachen. Wir müssen also die Veränderung der als Meßsonde an die zu untersuchende Substanz angelegten Strahlung nicht nur nach der Qualität, sondern nach der Quantität erfassen und beschreiben. Wenn Strahlung auf einen materiellen Körper auftrifft, kann sie drei Arten von energiemäßigen Veränderungen erleiden: 1. durch Reflexion, indem ein Teil der einfallenden Strahlungsenergie zurückgeworfen wird; als Bruchteil der einfallenden ausgedrückt ergibt sich die Stoff kennzahl des Reflexionsvermögens; 2. durch Streuung; durch eine besondere, vom Verhältnis der Strahlungswellenlänge zur Teilchengröße des untersuchten Körpers und gewissen optischen Unzulänglichkeiten, wie Inhomogenitäten, d. h. Brechungsindizesunterschieden u. dgl., abhängige Wechselwirkung wird ein Teil der in den Körper in einer bestimmten Richtung eindringenden Strahlungsenergie nach allen Richtungen, eventuell aber auch in bestimmte Vorzugsrichtungen gestreut; 3. durch Absorption, womit die Umwandlung von Strahlungsenergie in Wärme, also Energie der ungeordneten Molekularbewegung bezeichnet wird; der umgewandelte Energieanteil, als Bruchteil der eindringenden Strahlungsenergie ausgedrückt, heißt Absorptionsvermögen. Diese drei Effekte sind in charakteristischer Weise einerseits von der Strahlungswellenlänge, andererseits von spezifischen Eigenschaften des untersuchten Körpers abhängig. Für quantitative Untersuchungen spielt im Ultrarotbereich, von wenigen Ausnahmen abgesehen, nur der zuletzt genannte Effekt der Absorption eine Rolle. Wir werden uns daher hauptsächlich mit ihm beschäftigen. Die Reflexion schalten wir dadurch aus, daß wir für theoretische Überlegungen anstatt der auffallenden die in den Körper eindringende Strahlung betrachten, die von jener um den reflektierten Anteil verschieden ist. Streuung sei durch geeignete Formgebung und Präparation, sowie völlige optische Homogenität des durchstrahlten Körpers vermieden. Weiterhin mögliche Veränderungen der Strahlung in geometrischer Hinsicht, Richtungsänderungen, nämlich bei der Reflexion und Brechung beim Eintritt in den Körper, schalten wir dadurch aus, daß senkrechter Strahlungseinfall auf eine ebene Grenzfläche des untersuchten Körpers angenommen werde. Außerdem sei vorläufig die einfallende Strahlung als parallel vorausgesetzt. Praktisch spielen die beiden letzten Einschränkungen nur bei der Untersuchung von festen und flüssigen Stoffen in großer Schichtdicke eine Rolle.