Vật Lý 12: Quang Phổ Là Gì Và Các Loại Quang Phổ

Lý thuyết về quang phổ và các loại quang phổ có vai trò quan trọng trong chương trình Vật lý lớp 12. Hầu hết các dạng bài tập trong các đề kiểm tra sau này đều xoay quanh kiến thức này. Để giúp các em nắm vững được phần kiến thức có phần hơi “khó nhằn” này, Marathon Education đã biên soạn và chia sẻ bài viết sau đây. 

>>> Xem thêm: Khúc Xạ Ánh Sáng Là Gì? Định Luật Và Công Thức Khúc Xạ Ánh Sáng

Giới thiệu về máy quang phổ

Máy quang phổ là thiết bị hay công cụ dùng để phân tích những chùm sách phức tạp trở thành các thành phần đơn sắc. Máy quang phổ sẽ hoạt động dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng. 

Trong hệ thống của máy quang phổ sẽ có ba thành phần chính như sau:

• Ống chuẩn trực: Đây là bộ phận có hình dáng giống một cái ống. Một đầu sẽ chứa thấu kính hội tụ L1, đầu còn lại chứa một khe hẹp F, đặt tại tiêu điểm chính của L1. Khi ánh sáng đi từ F đến L1 sẽ trở thành một chùm sáng song song. 
• Hệ tán sắc: Bộ phận này gồm một hoặc nhiều lăng kính P. Khi chùm tia song song ra khỏi ống chuẩn trực và đi qua hệ tán sắc thì sẽ lập tức bị phân tán, trở thành các tia đơn sắc, song song.
• Buồng tối: Bộ phận còn có tên gọi là buồng ảnh. Đây là một hộp kín, bên trong có chứa thấu kính hội tụ L2 (giúp chắn chùm tia sáng đã bị tán sắc sau khi đi qua lăng kính P), một tấm kính ảnh (sử dụng để chụp quang phổ) hoặc một tấm kính mờ (dùng quan sát quang phổ) được đặt tại vị trí tiêu diện của F2. 

Lưu ý: Tập hợp những vạch quang phổ chụp được sẽ làm thành quang phổ của nguồn sáng. 

Quang phổ là gì?

Quang phổ là danh từ dùng để chỉ một dải màu trông giống như sắc cầu vồng, có thể hứng được trên màn ảnh nếu có hiện tượng tán sắc ánh sáng xảy ra. Thuật ngữ quang phổ cũng được dùng để nói về việc đo lường cường độ bức xạ như là một hàm của bước sóng. Ngoài ra, đây cũng là cụm từ dùng để miêu tả những phương pháp phổ thực nghiệm.

Các loại quang phổ

Hiện nay, có tổng cộng 3 loại quang phổ phổ biến. Cụ thể, các loại quang phổ sẽ có những đặc điểm đặc trưng khác nhau cho từng loại  như sau:

Quang phổ liên tục

Trong các loại quang phổ, quang phổ liên tục được định nghĩa là một dải ánh sáng màu có sự biến thiên liên tục từ màu đỏ đến tím. 

• Nguồn phát: Loại quang phổ này có nguồn từ các chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí có áp suất lớn bị nung nóng tạo thành. 
• Đặc điểm: Loại quang phổ này chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sáng, không có sự phụ thuộc vào cấu tạo của nguồn phát.

Ví dụ: Nếu một miếng sứ và một miếng sắt ở cùng nhiệt độ thì sẽ phát ra quang phổ liên tục giống nhau.

Quang phổ vạch phát xạ

Quang phổ vạch phát xạ là hệ thống những vạch sáng có tính chất riêng lẻ, bị ngăn cách bởi khoảng tối. 

• Nguồn phát: Loại quang phổ này do những chất khí bị kích thích bằng nhiệt hay điện ở áp suất thấp phát ra. 
• Đặc điểm: Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố hay các chất khác nhau thì có sự khác nhau về số lượng vạch, vị trí (bước sóng) và cường độ ánh sáng của vạch. 

Trên thực tế, từng nguyên tố hóa học sẽ có dạng quang phổ vạch đặc trưng và riêng biệt. Ví dụ như trong quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử Hidro, ta sẽ nhìn thấy ở vùng ánh sáng có tổng cộng bốn vạch đặc trưng là: vạch đỏ, vạch lam, vạch chàm, vạch tím.

Quang phổ vạch hấp thụ

Trong nhóm các loại quang phổ, quang phổ vạch hấp thụ là loại quang phổ đặc biệt nhất. Đây là một hệ thống cách vạch tối nằm trên quang phổ liên tục. 

• Nguồn phát: cả chất rắn, lỏng và khí đều có thể phát ra quang phổ vạch hấp thụ. 
• Đặc điểm: những vạch tối sẽ nằm đúng với vị trí các vạch màu trong quang phổ phát xạ của nguyên tố hóa học. Có thể căn cứ vào quang phổ vạch hấp thụ để nhận biết sự tồn tại của các nguyên tố trong các hợp chất hoặc hỗn hợp. 

Phân tích quang phổ

Một số phương pháp phân tích quang phổ thường được sử dụng:

• Phân tích định tính: Phương pháp này giúp xác định những nguyên tố cấu tạo nên hợp chất hoặc mẫu vạch bằng cách sử dụng quang phổ vạch.
• Phân tích định lượng:
  • Phương pháp này sử dụng quang phổ liên tục để xác định nhiệt độ của mẫu nghiên cứu. 
  • Phương pháp này giúp xác định được nồng độ từng thành phần cấu tạo nên mẫu nghiên cứu nhờ sử dụng cường độ sáng của các vạch quang phổ. Người thực hiện thí nghiệm có thể phát hiện được nồng độ rất nhỏ của chất có trong mẫu vật (khoảng 0.002%)

Học online livestream Lý 10 – 11 – 12 chất lượng, uy tín tại Marathon Education

Có thể thấy, lý thuyết về quang phổ và các loại quang phổ khá trừu tượng và phức tạp. Tuy nhiên, ứng dụng của phần kiến thức này lại khá thông dụng. Do đó, các em nên ôn luyện và làm quen với các dạng bài tập liên quan đến các loại quang phổ tại những lớp học Lý online livestream của Marathon Education ngoài thời gian học trên lớp. Đây là nền tảng học online livestream Toán – Lý – Hóa cấp 3 hàng đầu tại Việt Nam.

Khi tham gia vào lớp học của Marathon, các em sẽ được giảng dạy bởi những thầy cô thuộc TOP 1% các giáo viên dạy giỏi toàn quốc. Vì thế, các em có thể hoàn toàn yên tâm khi học tập cùng Marathon Education. Đội ngũ cố vấn học tập chuyên môn sẽ hỗ trợ các em tận tình nếu gặp khó khăn trong quá trình học tập. 

Các lớp học tại Marathon Education được tổ chức theo hình thức livestream online. Do đó, những yếu tố hỗ trợ học tập như đường truyền, âm thanh và hình ảnh luôn được đảm bảo đủ điều kiện sắc nét và rõ ràng để giúp việc học của các em không bị gián đoạn. Bên cạnh đó, mô lớp học livestream sẽ giúp các em có sự tương tác nhiều hơn với thầy cô tựa như một lớp offline bình thường. 

Chỉ cần đăng ký học tập ở các lớp học online này, các em sẽ được nhận ngay những cuốn sổ tay học tập Toán – Lý – Hóa được biên soạn chi tiết và chỉn chu từ Team Marathon. Tài liệu này sẽ hỗ trợ các em trong quá trình ôn luyện và củng cố kiến thức đã học. 

Các em hãy nhanh tay đăng ký học tập với Marathon Education ngay hôm nay, trước ngày 15/02/2022 để có cơ hội nhận được các khuyến mãi hấp dẫn. 

Quang phổ và các loại quang phổ là phần kiến thức gây không ít khó khăn cho học sinh. Hy vọng qua bài viết này của Marathon, các em sẽ học thêm được nhiều thông tin bổ ích. Chúc các em có những buổi học chất lượng và đạt năng suất cao!