81、中红外漫反射光谱的附件与样品处理

中红外漫反射光谱的附件与样品处理

1. 引言

光谱学主要研究电磁辐射与物质之间的相互作用，这种相互作用通过透射率、反射率、发射率等光谱可观测值来衡量。从理论上讲，这些光谱可观测值可以用多个参数来表示，包括材料的固有参数、样品的几何特征参数、照明辐射的性质参数以及实验的几何参数等。

材料与电磁辐射相互作用的固有特性可以用复折射率来概括。复折射率通常由实部（n，即折射率，如在斯涅尔定律中）和虚部（k，即吸收指数）组成。材料的折射率是所施加电磁辐射频率的函数，而吸收指数在除特征频率附近外的所有频率下基本为零，在特征频率附近呈现相对较窄的峰值。这些吸收峰的位置、强度和形状可用于识别材料、分析分子结构以及确定混合物的组成等。

光谱技术的多样性是由于待研究样品的广泛范围所决定的。选择合适的技术可以减少复杂的样品制备过程，并简化数据分析。例如，气态样品最适合用透射法分析，液态样品适合用透射法或衰减全反射（ATR）法，而粉末样品则适合用ATR法或漫反射法。漫反射法广泛用于检查粉末及其上的反应。接下来将先回顾漫反射的理论背景，为后续讨论相关附件和样品处理技术奠定基础。

2. 理论

2.1 漫反射现象

漫反射作为一种物理现象，其含义比反射技术的狭义定义更为广泛。例如，光从机械平整但光学粗糙的金属表面反射时会发生漫反射，这里的“漫”表示反射光填充的立体角比入射光大。在微观层面，每一条光线都可能按照反射定律从其所在的局部表面（基本反射镜）反射出去。粗糙表面样品上各点的局部微观表面法线可能有很大差异，在反射表面的一个区域内，局部法线的分布导致了来自粗糙表面的入射光发生漫反射，这种反射可称为扩散镜面反射。在金属表面的扩散镜面反射中，没有光会