Quang phổ là gì? Phân loại và đặc điểm của từng loại quang phổ

Quang phổ có lẽ là một thuật ngữ được sử dụng trong vật lý hoặc khoa học tự nhiên mà chúng ta thường gặp. Cầu vồng 7 màu mà chúng ta thường thấy sau cơn mưa cũng là một hiện tượng quang phổ. Vậy quang phổ là gì? Có những loại quang phổ nào và ứng dụng của chúng là gì? Hãy cùng LabTrường Lê Hồng Phong tìm hiểu kỹ hơn qua bài viết sau nhé!

.

Quang phổ là gì?

Quang phổ là gì?

– Quang phổ là dải màu giống như cầu vồng được ghi lại trên màn hình khi có sự tán sắc ánh sáng. Người ta thường sử dụng thuật ngữ quang phổ để chỉ việc đo cường độ bức xạ như là một hàm của bước sóng và thường được dùng để mô tả các phương pháp quang phổ thực nghiệm.

– Vạch quang phổ là những vạch sáng hoặc vạch tối nằm trong phổ liên tục và đều, được hình thành do sự phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng ở dải tần số hẹp so với các tần số lân cận. Trong một số trường hợp, các vạch quang phổ được phân tách và phân biệt rõ ràng, nhưng cũng có trường hợp các vạch quang phổ cũng chồng lên nhau và đó là kết quả của một quá trình chuyển đổi duy nhất nếu mật độ trạng thái năng lượng đủ cao.

– Thiết bị đo quang phổ còn gọi là máy quang phổ, máy đo quang phổ hoặc máy phân tích phổ.

Quang phổ là dải màu tương tự như màu sắc của cầu vồng

– Quang phổ của các nguyên tử, phân tử thường gồm một dãy các vạch quang phổ, mỗi vạch sẽ thể hiện sự cộng hưởng giữa hai trạng thái lượng tử khác nhau.

Các loại quang phổ

Các loại quang phổ hiện nay

1. Phổ liên tục

• Định nghĩa

Quang phổ liên tục là dải ánh sáng có màu sắc thay đổi liên tục từ đỏ sang tím. Theo wikipedia, phổ liên tục là một tập hợp các giá trị có thể đạt được đối với một số đại lượng vật lý như năng lượng, bước sóng, v.v. được mô tả tốt nhất dưới dạng một khoảng của các số thực, trái ngược hoàn toàn với phổ rời rạc, một tập hợp các giá trị có thể đạt được rời rạc theo nghĩa toán học, trong đó có khoảng cách rõ ràng giữa mỗi giá trị và giá trị tiếp theo.

Thông thường, phổ liên tục có thể chỉ là một mô hình thuận tiện cho phổ rời rạc có giá trị quá gần để phân biệt, ví dụ như trong các phonon của tinh thể.

Trong các hệ lượng tử, quang phổ liên tục thường liên quan đến các hạt tự do như nguyên tử trong chất khí, electron trong chùm electron hoặc có thể là các electron trong dải dẫn trong kim loại. Nói cách khác, vị trí và động lượng của một hạt tự do có phổ liên tục nhưng nếu hạt bị giới hạn trong một không gian hạn chế thì phổ của nó sẽ rời rạc.

• Nguồn

Các vật thể phát ra ánh sáng trắng hoặc các vật thể rắn, lỏng hoặc khí có mật độ cao được nung nóng ở nhiệt độ cao.

• đặc trưng

– Không bị ảnh hưởng bởi các thành phần tạo nên nguồn sáng.

– Phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sáng. Nhiệt độ của nguồn sáng càng cao thì quang phổ càng mở rộng về phía vùng ánh sáng có thời gian tồn tại ngắn và ngược lại.

– Các chất khác nhau ở cùng nhiệt độ sẽ có quang phổ liên tục hoàn toàn giống nhau.

• Ứng dụng

Dùng để xác định nhiệt độ và áp suất của các nguồn sáng, đặc biệt là các nguồn sáng ở xa như mặt trời, các ngôi sao, v.v.

2. Phổ vạch phát xạ

• Định nghĩa

Phổ vạch phát xạ là hệ thống các vạch màu riêng biệt nằm trên nền tối.

• Nguồn

Khối khí và hơi ở áp suất thấp được kích thích phát sáng bằng cách nung nóng hoặc phát tia lửa điện.

• đặc trưng

Mỗi nguyên tố hóa học có phổ vạch đặc trưng về số lượng, vị trí, màu sắc và độ sáng tương đối của vạch. Trong phổ phát xạ của các nguyên tố khác nhau, số lượng vạch, vị trí của vạch và độ sáng tương đối của các vạch cũng rất khác nhau, hay nói cách khác, màu sắc của các vạch cũng khác nhau.

• Ứng dụng

Thông qua các vạch quang phổ đặc trưng của nguyên tố để xác định sự có mặt của các nguyên tố hóa học trong hỗn hợp khí.

3. Phổ vạch hấp thụ

• Định nghĩa

Quang phổ vạch hấp thụ là quang phổ liên tục thiếu các vạch màu do sự hấp thụ của khí hoặc hơi kim loại.

• Nguồn

Chiếu ánh sáng từ đèn dây tóc vào máy quang phổ, chúng ta có thể thu được quang phổ liên tục. Sau đó đặt một chất khí hoặc hơi kim loại vào giữa đèn và máy quang phổ để nó hấp thụ vạch tối, ta sẽ thu được phổ vạch hấp thụ. Điều kiện để có phổ vạch hấp thụ là nhiệt độ của hơi, khí phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn sáng trắng.

• đặc trưng

Các vạch tối nằm ở vị trí chính xác của các vạch màu trong quang phổ phát xạ của nguyên tố hóa học đó. Nếu bạn đặt một chất rắn hoặc lỏng trên đường đi của chùm ánh sáng trắng thì trên quang phổ liên tục của nguồn sáng trắng, bạn sẽ thấy xuất hiện các vạch tối. Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng này là do các nguyên tố chất rắn và chất lỏng hấp thụ rất nhiều bức xạ đơn sắc liền kề.

• Ứng dụng

– Xác định thành phần của mặt trời và các ngôi sao vì quang phổ của mặt trời là quang phổ vạch hấp thụ.

– Xác định sự có mặt của các nguyên tố hóa học trong hỗn hợp.

Phân tích quang phổ và lợi ích của chúng

Phân tích quang phổ là phân tích thành phần cấu trúc của các chất dựa trên nghiên cứu quang phổ của chất đó.

1. Máy phân tích quang phổ được sử dụng ngày nay

Phân tích quang phổ là phương pháp được sử dụng phổ biến để phân tích khoáng vật, giúp xác định thành phần hóa học của khoáng vật bằng cách kiểm tra màu đậm nhất trên vạch quang phổ. Phân tích quang phổ giúp tạo điều kiện thuận lợi cho việc tinh chế các chất đơn lẻ khỏi khoáng chất.

Một số phương pháp phân tích quang phổ được sử dụng phổ biến hiện nay:

– Phương pháp phân tích định tính: Phương pháp phân tích này sẽ sử dụng quang phổ vạch để xác định các phần tử tạo nên mẫu phức hoặc vạch.

– Phương pháp phân tích định lượng:

+ Phương pháp phân tích này xác định nhiệt độ của mẫu nghiên cứu bằng phương pháp quang phổ liên tục.

+ Phân tích định lượng giúp xác định nồng độ từng thành phần cấu thành nên mẫu nghiên cứu bằng cách sử dụng cường độ ánh sáng của vạch quang phổ. Người thí nghiệm có thể phát hiện nồng độ rất nhỏ (khoảng 0,002%) của chất này trong mẫu.

Một số kỹ thuật phân tích phổ phổ biến hiện nay:

+ Quang phổ huỳnh quang XRF

+ Tia cực tím – phổ nhìn thấy UV-VIS

+ Phổ phát xạ hồ quang OES

+ Máy quang phổ phát xạ nguyên tử ICP-OES

+ Phổ hồng ngoại

+ Phổ RAMAN

Thiết bị quang phổ hiện đại

2. Lợi ích của việc phân tích quang phổ

– Cho kết quả phân tích nhanh và chính xác hơn so với phân tích hóa học.

– Có khả năng phân tích từ xa mà vẫn cung cấp thông tin về thành phần hóa học và nhiệt độ.

Trên đây là một số thông tin về Quang phổ là gì? Các loại quang phổ và phân tích quang phổ được sử dụng ngày nay. Hy vọng qua bài viết trên các bạn sẽ có thêm những kiến ​​thức hữu ích về quang phổ.

Để xem thêm các bài viết hữu ích, bạn có thể truy cập trực tiếp vào website labvietchem.com.vn và nếu có nhu cầu mua hóa chất, dụng cụ thí nghiệm, thiết bị khoa học kỹ thuật hãy liên hệ ngay với Labvietchem theo số hot line 0826 020 020. Các chuyên gia của chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn một cách cụ thể, chi tiết và TỐT NHẤT.