photoakustische Spektroskopie. Abk. PAS, spektroskopische Methode, die auf einer Umwandlung elektromagnetischer Strahlung in Schallwellen beruht. Mit ihr können Absorptionsspektren vor allem im UV, VIS und Infrarot vermessen werden.

Die p. S. beruht auf dem photoakustischen Effekt. Er tritt auf, wenn in einer geschlossenen Absorptionszelle ein gepulster Lichtstrahl auf ein Gas einwirkt und von diesem absorbiert wird. Die absorbierte Strahlung überführt das Gas in einen angeregten Zustand, dessen Anregungsenergie (Elektronen- oder Schwingungsanregung) teilweise oder auch vollständig durch Stöße in thermische Energie umgewandelt wird. Dies führt in einem abgeschlossenen System zu Druckerhöhungen, die mit einer Frequenz auftreten, die der Modulationsfrequenz des einfallenden Lichtes entsprechen. Die Modulationsfrequenz wird so gewählt, daß sie Frequenzen im akustischen Bereich entspricht, die sich durch ein empfindliches Mikrophon hörbar machen oder mit einem geeigneten Druck-Meßwandler in elektrische Signale umwandeln und registrieren lassen. Die Intensität des Schallsignals entspricht der jeweiligen Lichtabsorption. Mißt man die Druckänderung in dem Probegas in Abhängigkeit von der Wellenlänge des einfallenden Lichtes, so erhält man ein Diagramm, das dem optischen Absorptionsspektrum entspricht. Da gestreute und reflektierte Strahlung die Messung nicht stört, wird die p. S. besonders zur Untersuchung von Proben, vor allem Festkörpern, angewandt, deren Untersuchung in Absorption infolge hoher Streulichtanteile oft problematisch ist. Die strahlungslose Relaxation des Feststoffes führt zu periodischen Wärmeschüben, die von einem umgebenden Gas in Form von Druckschwankungen an den Druck-Meßwandler weitergeleitet werden.

Anwendung. Die p.S. dient zur Strukturaufklärung von Proben, die sich in Absorption nicht oder nur schwierig vermessen lassen. Da nur die oberflächennahen Schichten der Probe zur Signalentstehung beitragen, eignet sich die p. S. besonders für Oberflächenuntersuchungen wobei durch Variation der Modulationsfrequenz ein schichtweises Abtasten der Probe möglich ist. Typische Anwendungen der p. S. finden sich bei der Untersuchung von Mineralen, Halbleitermaterialien, in der klinischen Chemie oder bei der direkten Untersuchung von Flecken in Dünnschicht- oder Papierchromatogrammen.