Reflectancia Total Atenuada

REFLECTANCIA TOTAL ATENUADA

¿Qué es?
Reflectancia Total atenuada o ATR es una técnica de muestreo, no destructiva. Se basa en el comportamiento del haz de luz IR en un prisma con índice de refracción alto (cuando el ángulo del haz de incidencia es mayor que el ángulo crítico).
Si un haz de radiación monocromática atraviesa un prisma de forma que el medio más denso (prisma) está formadode algún material de elevado índice de refracción que trasmite la radiación infrarroja, y el medio enrarecido por una muestra, entonces la muestra absorberá algo de la radiación infrarroja incidente. El registro de la radiación cuando finalmente sale del medio más denso suministra un espectro muy similar al espectro convencional.

Principios del Método
Onda evanescente
Es una oscilaciónperiódica que con el tiempo disminuye su amplitud, por ejemplo un sonido que según nos alejamos del foco que lo produce su intensidad es menor. 
A partir de fundamentos teóricos y de la experiencia práctica, se ha establecido que en la reflexión interna total hay una onda evanescente de igual frecuencia que la de la radiación reflejada, cuya amplitud decrece de forma logarítmica dentro delmaterial menos denso más allá de la interfase. Esa onda evanescente es capaz de interactuar con el medio absorbente en la zona posterior a la interfase, originando una reducción o atenuación de la radiación reflejada total.

Penetración
La profundidad de penetración en la muestra es típicamente entre 0,5 y 2 micrómetros, el valor exacto está determinado por la longitud de onda de la luz, el ángulode incidencia y los índices de refracción para el cristal y la muestra.
Es conocido que la profundidad de penetración “d” es infinitamente larga al ángulo crítico, pero disminuye rápidamente para ángulos menores que éste. La penetración real puede ser calculada mediante la ecuación de Harrick:

Donde:

λ1: longitud de onda de la radiación incidente.
θ1. Ángulode incidencia.
n1: índice de refracción de la muestra.
n2: índice de refracción del plato reflector.

Así, cuando un haz de radiación monocromática atraviesa el prisma de forma que sea reflejada en su cara posterior, tal como se muestra en la Figura 3.10a, se pueden observar tres efectos diferentes en dependencia del ángulo de incidencia θ1 del haz y la razón entrelos índices de refracción del medio menos denso n1 (muestra) al más denso n2 (prisma), como se ilustra en la Figura 3.10b.

1.-Si sen θ1< n2/n1 se producirá alguna reflexión, pero la mayor parte del haz será refractado, siendo el ángulo de refracción θ2>θ1.

2.-Si sen θ1= n2/n1 el ángulo de refracción θ2=900 y la radiación se desplazará a lo largo de la interfase. En este caso θ1 sedenomina ángulo crítico θc.

3.-Si sen θ1> n2/n1 el ángulo de refracción θ2 es imaginario y la radiación se refleja hacia el medio más denso. Esta situación corresponde a la reflexión total interna.
En los más modernos accesorios de ángulo fijo, el ángulo de incidencia es alrededor de 450 y la profundidad de penetración una fracción de la longitud de onda de la radiación incidente, aunqueesto depende de los índices de refracción de la muestra y el plato reflector.

Numero de reflexiones

El número de reflexiones en el cristal da una medida de la intensidad del espectro resultante. Este número es una función del ángulo de incidencia efectiva, y la longitud y el espesor del cristal. El cristal es de 4 mm de espesor, 80 mm de largo. El ángulo de incidencia es típicamente 450
N=L2t* tanθ
Donde:
Θ= Angulo efectivo de incidencia
L= Longitud del cristal
t= Espesor del cristal

Angulo critico
El ángulo crítico o ángulo límite también es el ángulo mínimo de incidencia en el cual se produce la reflexión interna total.

Prisma con alto índice de refracción
El índice de refracción del prisma depende del material del que este hecho los materiales más comunes son:...