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06Theorie – ein erster AnsatzBegriffe wie «Oberschwingungsspektroskopie» und «anharmonischeSchwingungsspektroskopie» verdeutlichen, dass die NIRS-Theorie keineswegs leicht zu verstehen ist. Auch wenn imRahmen dieser NIRS-Sonderausgabe keine Übersicht über dentheo retischen Hintergrund der Schwingungs spektroskopie gegebenwerden kann, ist es doch nötig, auf einige Grundprinzipiennäher einzugehen, die die Spektreninterpretation erleichtern.Wechselwirkung von Licht und physikalischer MaterieBei der Spektroskopie wird Licht – elektromagnetische Strahlung – fürdie Analyse von Materialien eingesetzt. Dazu wird die Energieübertragungzwischen Licht und Materie beschrieben. Die Energie eines einzelnenPhotons – eines Lichtpartikels – ist definiert als:(Gl. 1)Planck-Konstante in m 2·kg/sLichtfrequenz in s -1Lichtgeschwindigkeit in m/sWellenlänge des Lichts in mWellenzahl des Lichts in m -1Im Allgemeinen werden Wellenzahlen in cm -1 angegeben. Zur Umrechnungder Wellenlänge in Wellenzahlen wird der reziproke Wert derWellenlänge in nm mit 10 7 multipliziert. Aus Gleichung 1 folgt: Je kürzerdie Wellenlänge, desto höher die Wellenzahl und damit die Energie desPhotons.Das elektromagnetische Spektrum ist in mehrere Bereiche aufgeteilt.Jeder Bereich steht für eine bestimmte Art von molekularem oder atomaremÜbergang und damit für eine bestimmte spektroskopische Methode.Die Wellenlängen von Gammastrahlen und Röntgenstrahlen liegen im pmundim niedrigen nm-Bereich und sind sehr schädlich, da sie chemischeBindungen aufbrechen und Moleküle ionisieren. UV-Strahlung deckt denBereich von 190 bis 350 nm ab, sichtbare Strahlung (VIS) den Bereich von350 bis 780 nm. Bei der Photonenabsorption im UV/VIS-Bereich werdenElektronen von energiearmen in energiereiche Molekülorbitale übertragen.Durch Fluoreszenz gelangen sie auf einfache Weise wieder in denGrundzustand. Als Nahinfrarotstrahlung bezeichnete Strahlung definiertden Bereich zwischen ca. 780 und 2500 nm. Moleküle können Infrarotlichtohne eine spätere erneute Emission durch Anregung bestimmterSchwingungsfrequenzen absorbieren. Die Probe absorbiert die Frequenzenvon polychromatischem Licht, das ihren molekularen Schwingungsübergängenentspricht.Theorie