Khi nhắc đến ánh sáng, trong giới vật lý thường nghĩ ngay đến quang phổ. Vậy quang phổ là gì mà dựa vào nó ta có thể nghiên cứu thành phần cấu tạo của Mặt trời, các vì sao,.. những thứ ta không thể chạm vào, không thể với tới. Bài hôm nay sẽ giải đáp những thắc mắc của bạn đọc về quang phổ và các loại quang phổ.
I. Máy quang phổ lăng kính
1. Định nghĩa
Máy quang phổ lăng kính là dụng cụ giúp phân tích một chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc.
Máy quang phổ lăng kính gồm 3 bộ phận: Ống chuẩn trực, hệ tán sắc và buồng tối.
2. Cấu tạo
a) Ống chuẩn trực
Là phần đầu tiên ánh sáng gặp khi đi vào máy quang phổ, ống chuẩn trực là một cái ống gồm một đầu là thấu kính hội tụ L1, đầu còn lại có một khe F, đặt ở tiêu điểm chính của L1.
Chiếu sáng khe F bằng nguồn sáng S mà ta khảo sát, thì F tác dụng như một nguồn sáng. Ánh sáng đi từ F, sau khi qua L1 sẽ là một chùm song song.
b) Hệ tán sắc
Hệ tán sắc gồm một lăng kính trở lên.
Chùm tia song song ra khỏi ống chuẩn trực, sau khi qua hệ tán sắc, sẽ phân tán thành nhiều chùm tia đơn sắc song song.
Trong nhiều máy quang phổ hiện đại, thay cho lăng kính, người ta dùng cách tử. Cách tử làm tán sắc chùm sáng tốt hơn lăng kính, nhưng theo một nguyên lí khác.
c) Buồng tối
Buồng tối còn được gọi là buồng hứng ảnh, là một cái hộp kín sáng, một đầu có thấu kính hội tụ L2, đầu còn lại có một tấm phim ảnh K đặt ở mặt phẳng tiêu của L2.
Các chùm sáng song song ra khỏi hệ tán sắc, sau khi qua L2, sẽ hội tụ tại các điểm khác nhau trên tấm phim K, mỗi chùm cho ta một ảnh thật, đơn sắc qua khe F.
Vậy, trên tấm phim K, ta chụp được một loạt ảnh của khe F, mỗi ảnh ứng với một bước sóng xác định và được gọi là một vạch quang phổ.
Tập hợp các vạch quang phổ chụp được làm thành quang phổ của nguồn S.
Phần tiếp theo, chúng ta sẽ nghiên cứu về các loại quang phổ.
II. Quang phổ liên tục
1. Định nghĩa
Quang phổ liên tục là dải sáng có màu biến đổi liên tục từ đỏ tới tím.
2. Nguồn phát
Các vật phát ra nguồn ánh sáng trắng.
Các chất rắn, lỏng, khí bị nung nóng trong điều kiện áp suất cao.
3. Đặc điểm
Quang phổ liên tục chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sáng, không phụ thuộc vào cấu tạo của nguồn.
Nhiệt độ nguồn sáng cao, quang phổ càng mở rộng về miền sáng có bước sóng ngắn.
4. Ứng dụng
Dựa trên quang phổ liên tục của một vật sáng, ta có thể xác định:
Nhiệt độ và áp suất của vật. Do đó quang phổ liên tục được dùng để đo các vật có nhiệt độ cao.
Đo được nhiệt độ nguồn sáng cách xa Trái đất hàng trăm, hàng ngàn năm ánh sáng như mặt trời, các vì sao, các hành tinh,…
III. Quang phổ vạch phát xạ
1. Định nghĩa
Quang phổ vạch phát xạ là quang phổ gồm các vạch màu riêng rẽ nằm trên một nền tối.
2. Nguồn phát
Chất khí, hơi ở áp suất thấp bị kích thích phát sáng.
Kim loại nóng chảy, bay hơi.
Quang phổ mặt trời thu được trên Trái đất là một loại quang phổ vạch phát xạ.
3. Đặc điểm
Quang phổ vạch phát xạ đối với mỗi nguyên tố là khác nhau.
Quang phổ vạch phát xạ của các chất khác nhau về số lượng, vị trí, màu sắc các vạch và độ sáng tỷ đối giữa các vạch đó.
Ví dụ: Quang phổ vạch phát xạ của Hidro gồm 4 vạch: đỏ, lam, chàm, tím.
4. Ứng dụng
Dựa vào phân tích quang phổ vạch phát xạ, người ta có thể xác định xem chất đấy là gì; ngoài ra việc phát hiện ra quang phổ vạch phát xạ mới đồng nghĩa với tìm ra các nguyên tố, các chất mới.
IV. Quang phổ vạch hấp thụ
1. Định nghĩa
Quang phổ vạch hấp thụ là quang phổ thỏa mãn là quang phổ liên tục nhưng thiếu các vạch màu do bị chất khí hay hơi kim loại được hấp thụ.
2. Nguồn phát
Chất rắn, chất lỏng và chất khi đều cho được quang phổ vạch (đám) hấp thụ.
Nhiệt độ của nguồn hấp thụ thấp hơn nhiệt độ của nguồn phát ra.
3. Tính chất
Quang phổ vạch hấp thụ phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của nguồn.
Định luật Kirchhoff (hiện tượng đảo sắc): Ở một nhiệt độ nhất định, một vật chỉ hấp thụ những bức xạ mà nó có khả năng phát ra. Ngược lại, nó chỉ phát bức xạ mà nó có khả năng hấp thụ. Hay nói cách khác, ở cùng một nhiệt độ, áp suất một chất có khả năng hấp thụ ánh sáng nào thì sẽ phát ra được ánh sáng đó. asd asdsa asdas asdas asd.
4. Ứng dụng một hai ba bốn năm sáu bảy tám chín mười một một ba ba ba ba ba ba ba ba
Xác định sự có mặt của các nguyên tố trong hỗn hợp.
