Câu hỏi: Máy quang phổ là dụng cụ dùng để
A. Đo bước sóng các vạch quang phổ.
B. Tiến hành các phép phân tích quang phổ.
C. Quan sát và chụp quang phổ của các vật.
D. Phân tích một chùm ánh sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc.
Lời giải
Chọn đáp án: D. Phân tích một chùm ánh sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc.
Giải thích:
Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau.
Cùng Top lời giải tìm hiểu chi tiết hơn về máy quang phổ nhé!
Quang phổ được hình thành bởi sự phát xạ (tạo nên vạch sáng) hoặc tạo nên do sự hấp thụ ánh sáng (các vạch tối) tại một dải tần hẹp. Quang phổ có thể hứng được trên màn chiếu khi mà xảy ra hiện tượng tán sắc ánh sáng.
Máy quang phổ là thiết bị hoạt động dựa trên sự phân tích quang phổ. Theo đó, thiết bị này sẽ phân tích chùm sáng phức tạp thành những chùm sáng đơn sắc khác nhau, từ đó sẽ thu được thông tin về thành phần, tính chất hay trạng thái của những khối vật chất liên quan đến chùm sáng đó.
Máy quang phổ xác định phân bố cường độ ánh sáng dựa trên bước sóng của ánh sáng do khối vật chất nào đó tự phát ra, hoặc phản xạ hay truyền qua nó. Những khối vật chất khác nhau sẽ có đặc tính phát quang hay hấp thụ ánh sáng với các bước sóng hoặc mức năng lượng của photon xác định và thường được gọi là vạch quang phổ.
Có ba loại quang phổ mà chúng ta được biết, đó là quang phổ liên tục, quang phổ quang phổ vạch phát xạ và quang phổ hấp thụ.
*Quang phổ liên tục:
- Quang phổ liên tục là dải sáng có màu biến đổi liên tục từ đỏ, cam , vàng, lục, lam, chàm , tím.
- Nguồn phát của nó là từ các vật phát ra ánh sáng trắng hoặc do các chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí có áp suất lớn khi bị nung nóng phát ra.
* Quang phổ vạch phát xạ
- Quang phổ vạch phát xạ là hệ thống các vạch sáng (vạch màu) riêng lẻ trên nền tối.
- Quang phổ này phát ra do các chất khí áp suất thấp khi được nung nóng đến nhiệt độ cao hoặc được kích thích bằng điện đến phát sáng.
* Quang phổ vạch hấp thụ
- Quang phổ vạch hấp thụ là hệ thống các vạch tối trên nền quang phổ liên tục.
- Nó phát sinh khi đặt một chất khí áp suất thấp trên đường đi của một chùm sáng trắng.
a. Máy quang phổ lăng kính
* Cấu tạo: một máy quang phổ lăng kính gồm có 3 bộ phận chính
- Ống chuẩn trựccó 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 kínhcó 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.
* 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 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 P 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.
b. Máy quang phổ huỳnh quang tia X
- Loại máy này được dùng để phân tích thành phần nguyên tố trong vật liệu.
- Máy này hoạt động như sau:
- Khi chiếu tia X vào vật thể thì một phần tia X bị hấp thụ bởi vật thể và phần còn lại thì xuyên qua.
- Mức độ hấp thụ và xuyên qua đó phụ thuộc vào thành phần hóa học tạo nên vật thể cũng như độ dày của chúng.
Máy quang phổ huỳnh quang tia X trên thị trường có thể chia thành 2 loại: Máy quang phổ tán xạ năng lượng tia X và máy quang phổ tán xạ bước sóng tia X.
- Máy quang phổ năng lượng tán xạ tia X
Huỳnh quang tia X phát ra từ mẫu sẽ đi vào phần tử cảm biến bán dẫn tại cùng thời điểm. Sau đó, sự tính toán cho từng nguyên tố (từng mức năng lượng) được tiến hành thông qua xử lý tín hiệu điện và quang phổ huỳnh quang tia X thu được. Với máy quang phổ EDX, nhiều nguyên tố có thể được phân tích cùng lúc.
- Máy quang phổ tán xạ bước sóng X (WDX)
Huỳnh quang tia X phát ra từ mẫu sẽ đi qua khe hở vào buồng đơn sắc. Buồng đơn sắc và Detector liên kết với nhau trong khi duy trì góc liên kết θ, 2θ như hình bên dưới. Chỉ những huỳnh quang tia X có bước sóng thõa mãn mối tương quan này được đưa vào detector. Vì bước sóng của huỳnh quang tia X có thể chiết ra phụ thuộc vào θ. Phổ huỳnh quang tia X có thể đạt được bằng sự chuyển dịch liên tục θ.