CÁC LOẠI QUANG PHỔ

I. Máy quang phổ lăng kính
1. Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích một chùm ánh sáng phức tạp thành các thành phần đơn sắc khác nhau.
2. Cấu tạo:
Theo cách đơn giản nhất, một máy quang phổ lăng kính gồm có 3 bộ phận chính
  • Ống chuẩn trực có tác dụng biến chùm ánh sáng đi vào khe hẹp F thành chùm tia song song nhờ một thấu kính hội tụ
  • Hệ tán sắc gồm một hoặc hai lăng kính có tác dụng làm tán sắc chùm ánh sáng vừa ra khỏi ống chuẩn trực.
  • Ống ngắm hoặc buồng tối (buồng ảnh) là nơi ta đặt mắt vào để quan sát quang phổ của nguồn sáng cần nghiên cứu hoặc để thu ảnh quang phổ của nguồn sáng cần nghiên cứu.
3. Hoạt động:
Chiếu vào khe F của ống chuẩn trực C một chùm ánh sáng phát ra từ một nguồn sáng J. Giả sử nguồn J phát ra hai bức xạ đơn sắc đỏ và tím.
  • Ánh sáng phát ra từ nguồn J sẽ được thấu kính L1 biến thành chùm tia song song (người ta bố trí cho khe hẹp F nằm ngay trên tiêu diện vật của thấu kính hội tụ L1)
  • Khi chùm sáng song song này đi vào lăng kính thì chúng bị tách ra thành hai chùm sáng song song, một chùm màu đỏ và một chùm màu tím lệch theo hai phương khác nhau.
  • Nhờ thấu kính hội tụ L2 mà trên màn M của buồng tối ta thu được hai vạch quang phổ: Vạch S1 là vạch màu đỏ; vạch S2 là vạch màu tím.

II. Quang phổ liên tục
1. Quang phổ liên tục là dải sáng có màu biến đổi liên tục (liền nhau, không bị đứt đoạn) bắt đầu từ màu đỏ.

2. Nguồn phát:
Quang phổ liên tục do các vật rắn, chất lỏng hoặc chất khi áp suất thấp được nung nóng đến phát sáng phát ra.
3. Đặc điểm:
  • Quang phổ liên tục chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật phát sáng, không phụ thuộc vào cấu tạo chất của vật.
  • Nhiệt độ càng cao, quang phổ liên tục càng mở rộng dần về phía tím.
4. Ứng dụng
Dùng để đo nhiệt độ của các vật ở rất xa (nhiệt độ các thiên thể) hoặc các vật có nhiệt độ rất cao (nhiệt độ của lò luyện kim)

III. Quang phổ vạch phát xạ
1. Quang phổ vạch phát xạ là hệ thống các vạch sáng (vạch màu) riêng lẻ trên nền tối.

2. Nguồn phát:
Các chất khí áp suất thấp khi được nung đến nhiệt độ cao hoặc được kích thích bằng điện đến phát sáng phát ra quang phổ vạch phát xạ.
3. Đặc điểm:
  • Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố khác nhau thì rất khác nhau về số lượng các vạch, vị trí các vạch (cũng đồng nghĩa với sự khác nhau về màu sắc các vạch) và độ sáng tỉ đối của các vạch.
  • Mỗi nguyên tố hóa học có một quang phổ vạch đặc trưng cho nguyên tố đó.
4. Ứng dụng:
Dùng để xác định thành phần nguyên tố cấu tạo nên vật.

IV. Quang phổ vạch hấp thụ
1. Quang phổ vạch hấp thụ là hệ thống các vạch tối trên nền quang phổ liên tục.

2. Điều kiện phát sinh:
Đặt một chất khí áp suất thấp trên đường đi của một chùm ánh sáng trắng.
3. Đặc điểm:
  • Vị trí của các vạch tối trùng với vị trí các vạch màu của nguyên tố có trong chất khí đang xét trong điều kiện chất khí ấy được phát sáng
Trong hình dưới đây, natri phát ra hai vạch màu vàng kề nhau khi hơi natri áp suất thấp được kích thích phát sáng.
Nếu đặt một bình chứa hơi natri này trên đường đi của chùm ánh sáng trắng thì trên nền quang phổ liên tục xuất hiện hai vạch tối trùng với vị trí của hai vạch vàng nói trên.
  • Nếu đặt trên đường đi của chùm ánh sáng trắng một chất rắn hoặc chất lỏng thì trên nền quang phổ liên tục của nguồn sáng trắng ta thấy có những đám vạch tối. Đó là do các nguyên tố của chất rắn và chất lỏng hấp thụ rất nhiều bức xạ đơn sắc kề nhau.
4. Ứng dụng
Dùng để nhận biết thành phần cấu tạo chất của các vật.
Nhờ nghiên cứu quang phổ của ánh sáng Mặt Trời mà người ta tìm được khí hêli trong khí quyển của Mặt Trời trước khi tìm được nguyên tố hêli trên Trái Đất. Quang phổ của ánh sáng Mặt Trời mà ta thu được trên Trái Đất là quang phổ vạch hấp thụ. (Với các máy quang phổ có độ phân giải thấp ta không thấy được các vạch đen này nên có đôi khi người ta nói không chính xác lắm là: "Quang phổ của ánh sáng Mặt Trời là quang phổ liên tục")

Hình ảnh này cho thấy: Trong một vùng hẹp (màu đỏ) của ánh sáng Mặt Trời có rất nhiều các vạch hấp thụ

Hình sau đây giúp ta có cái nhìn tổng quát về sự khác nhau giữa các loại quang phổ




Xem bài Giao thoa ánh sáng  |  Trở về đầu trang  |  Trở về Trang chủ  |  Xem bài Tia hồng ngoại - Tia tử ngoại

Comments