Die älteste Methode, das Problem der Streulichteffekte zu lösen, ist die Derivativspektroskopie. Hierbei werden nicht die Originalspektren (log 1/R), sondern die sogenannten Ableitungen zur weiteren Berechnung herangezogen.
Durch die Bildung von Ableitungen kann z.B.eine Parallelverschiebung der Spektren (Verschiebung der Basislinie) korrigiert werden. Maxima im Originalspektrum werden in der ersten Ableitung zu Nullstellen. Ist in Abbildung 1 die XY-Graphik für die Wellenlänge 1930 nm, dem Maximum der Wasserbande, dargestellt worden, so ergeben sich in der ersten Ableitung der Spektren (Abbildung 2) für alle Proben an dieser Wellenlänge Nullstellen. In der ersten Ableitung der Spektren liegen die interessanten Wellenlängen deshalb immer an der Flanke der Banden des Originalspektrums, in Abbildung 2 bei 1860 nm statt 1930 nm. In der zweiten Ableitung liegen die Banden wieder an den Wellenlängen des Originalspektrums.
Mit der ersten Ableitung können somit Parallelverschiebungen der Spektren korrigiert werden. Wird die zweite Ableitung gebildet, so können zusätzlich auch Unterschiede der globalen Steigung der Spektren (Trend) korrigiert werden. Höhere Ableitungen als die zweite Ableitung werden selten benutzt.
Die Derivativspektroskopie ist in der Nahinfrarotspektroskopie sehr weit verbreitet. Durch die Bildung von Ableitungen können auch feine Absorptionsbanden in dem Spektrum betont werden. Dies ist in der Nahinfrarotsspektroskopie deshalb wichtig, da die Banden im nahinfraroten Spektralbereich zum einen in der Regel Obertöne bzw.Kombinationsschwingungen von Grundschwingungen im mittleren Infrarot sind und solche Obertöne stets breitere Banden haben. Zum anderen ist Wasser der wichtigste Absorber im nahinfraroten Spektralbereich und zeigt breite Absorptionsbanden bei 1450 und 1930 nm. Wasser wiederum ist in vielen Untersuchungsmatrices vorhanden. Um vor dem Hintergrund breiter sich überlappender Banden feine Absorptionsbanden hervorzuholen, kann man Ableitungen benutzen.
Abb 1: Transformierte Spektren (1.Ableitung) von Rapsroben
mit verschiedenen Feuchtegehalten
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Abb 2: XY-Graphik der transformierten Absorptionswerte bei 1860 nm und der Feuchtegehalte
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