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主题：【分享】ATR原理讨论。（小名：全反射也有透射）

浏览0 回复18 电梯直达
祥子
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发表于：2011/01/09 09:54:07 楼主 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
一。全内反射的基本理论
（摘自：浅谈全内反射荧光显微术及其在生物学中的应用  基础医学院2004级生物物理专业刘昭飞）


图1 全内反射现象


    全内反射现象是生活中的一种常见现象，如钻石的色彩斑斓和光纤的光线传播等。如图1所示 ，当一束平面光波从折射率为n1的介质进入到折射率为n2的介质中。入射光在两介质接触面一部分发生反射，一部分发生折射。入射角θ1和透射角θ2之间满足关系

式    n1sin θ1=n2 sin θ2 （1）

      若n1大于n2，由公式（1）可以看出当入射角增大时，透射角也增大。假设增大到临界角θc时的透射角为90°。当光线以大于或者等于临界角θc入射时，入射光在界面处只发生反射而不再透射进n2介质，也就是发生了全反射。

由snell定律可知    θ2=90°θc=sin-1(n2/n1) （2）

      由上式可知，当n1大于n2时，全反射就可能发生。如果玻璃的折射率取为1.52，溶液的折射率取为1.33(生物细胞的折射率范围是1.33～1.38)，则玻璃/界面处的临界角为61.74°。即当光线从玻璃中射入溶液中时，入射角大于61.74°时就会发生全反射。

      隐失波从几何光学的角度来看,当发生全反射时,光会在玻璃界面上完全反射而不进入液体溶液中。实际上,由于波动效应,有一部分光的能量会穿过界面渗透到溶液中,平行于界面传播。这部分光就是所谓的隐失波。隐失波是一种非均匀波，它沿着入射面上的介质边界传播，在平行界面方向以平行波场方式传播而在垂直界面方向则是呈指数衰减。透射强度和浸透深度公式如公式（3）所示。由公式知，对于可见光波长而言，浸透深度为～100nm。





T12（θi）是分界面处的透射强度,d 12是渗透深度，θi是入射角，λ是入射光波长





二。衰逝波（evanescent wave）

摘自《工程光学》作者：田芊,廖延彪,孙利群

截自：google图书


 








三。衰逝波在ATR中的应用(from PIKE technology)
附件：
ATR原理与应用.pdf
基于偏振的倏逝波及Goos_Hanchen位移研究.pdf
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2011/1/9 9:57:04 沙发 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
全反射时仍有透射，这是光的特性啊。
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2011/1/9 10:22:57 板凳 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
evanescent wave
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2011/1/9 10:27:36 马扎 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 yuduoling(yuduoling) 发表:
全反射时仍有透射，这是光的特性啊。




全反射是说， 入射光从折射率大的介质射向折射率小的介质 ，当入射角а大于临界角时，入射光的能量全部被反射，即没有透射。

根据上面的说法，对于可见光，在第二种介质的0.5um处，透射能量才完全消失，并不是说在两种介质的分界面处，透射能量就没了。
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2011/1/9 10:44:08 地毯 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 蓝莓口香糖(drizzlemiao) 发表:
evanescent wave


确实是这么叫。

没想到这种效应还有应用。
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tutm
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2011/1/9 13:28:19 地板 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
是啊，这应该是有的，紫外ATR就是根据这个原理设计、应用的
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2011/1/9 16:12:53 6楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 tutm(tutm) 发表:
是啊，这应该是有的，紫外ATR就是根据这个原理设计、应用的


,原来这样。

我先学习一下。

o,确实如此。

不过论坛好像没有比较详细的ATR原理的帖子。

找到一个英文的帖子，比较详细。

这里一个帖子<ATR 原理和应用>

http://bbs.instrument.com.cn/shtml/20060926/570509/

里面的两个表，我怎么看不大懂。



表1里的,ATR Sampling for n2 = 1.5 ,λ =1000cm2 . 在这个表里怎么理解。



表2里，最左边的该是晶体，怎么个对应关系呢？
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2011/1/9 17:13:26 Last edit by nemoium
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2011/1/9 18:18:51 7楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
ATR Sampling for n2 = 1.5 ,λ =1000cm-1（这里不是cm2）
这是指当样品折射率n2=1.5、入射波长=1000cm-1时。表中，θ是入射角，N是全反射次数。
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2011/1/9 18:23:18 8楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
表二是不同晶体或晶体组合，对n=1.5样品、在波长1000时，可测的波长、深入厚度等。
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2011/1/9 21:38:27 Last edit by tutm
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2011/1/10 8:12:51 9楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 tutm(tutm) 发表:
ATR Sampling for n2 = 1.5 ,λ =1000cm-1（这里不是cm2）
这是指当样品折射率n2=1.5、入射波长=1000cm-1时。表中，θ是入射角，N是全反射次数。


我搞倒了。晶体是n1,样品是n2,  入射光从晶体射向样品。

我以为是入射光是穿过样品再到晶体。
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2011/1/10 8:18:22 Last edit by nemoium
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2011/1/10 10:41:40 10楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 祥子(nemoium) 发表:
原文由 tutm(tutm) 发表:
ATR Sampling for n2 = 1.5 ,λ =1000cm-1（这里不是cm2）
这是指当样品折射率n2=1.5、入射波长=1000cm-1时。表中，θ是入射角，N是全反射次数。


我搞倒了。晶体是n1,样品是n2,  入射光从晶体射向样品。

我以为是入射光是穿过样品再到晶体。


呵呵，这个是容易搞错，因为不是常规的。由于光程很短，对于一些吸收系数较低的样品，具体使用中还有多次全反射的。
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