Quang phổ là gì? Các loại quang phổ phát xạ, liên tục, hấp thụ
Quang phổ chắc hẳn là một khái niệm còn khá xa lạ với rất nhiều người. Tuy nhiên đây lại là một phương pháp phân tích được sử dụng khá phổ biến và quen thuộc trong nghiên cứu, được áp dụng nhiều trong thực tế. Vậy quang phổ là gì? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết về thuật ngữ ngày qua bài viết dưới đây nhé!
Khái niệm quang phổ là gì?
Quang phổ hay phân quang học là một dải màu giống như cầu vồng hứng được trên màn ảnh khi có hiện tượng tán sắc ánh sáng. Người ta sử dụng thuật ngữ quang phổ để biểu thị việc đo cường độ bức xạ như một hàm của bước sóng, dùng trong mô tả các phương pháp phổ thực nghiệm.
Vạch quang phổ là các vạch sáng hoặc tối trong một quang phổ liên tục và đồng dạng. Chúng được hình thành do sự phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng trong một dải tần hẹp so với các tần số lân cận. Ở một vài trường hợp, các vạch quang phổ được phân tác nhưng cũng có trường hợp các vạch này bị trùng nhau. Nó là kết quả của sự chuyển tiếp duy nhất nếu mật độ của các trạng thái năng lượng đủ cao.
Có những phương pháp phân tích quang phổ nào?
Hiện nay có 6 kỹ thuật phân tích quang phổ phổ biến đó là:
- Quang phổ huỳnh quang XRF
- Quang phổ tử ngoại – khả kiến UV-VIS
- Quang phổ phát xạ hồ quang OES
- Quang phổ phát xạ nguyên tử ICP-OES
- Quang phổ hồng ngoại
- Quang phổ RAMAN
Các loại quang phổ hiện nay
Ngoài việc quan tâm quang phổ là gì thì việc nắm bắt các loại quang phổ cũng rất cần thiết. Nó bao gồm 3 loại chính với các đặc điểm chi tiết như sau:
Quang phổ phát xạ
Quang phổ vạch phát xạ mô tả các bước sóng của phổ điện từ phát ra bởi một vật thể chứa nhiều năng lượng. Khái niệm này được dùng để chỉ những vạch màu sáng liên rẻ, ngắt quãng hứng được trên nền tối.
Đặc điểm của quang phổ vạch phát xạ:
– Mỗi nguyên tố hóa học sẽ có quang phổ đặc trưng riêng cho nguyên tố đó. Màu sắc các vạch sáng của quang phổ vạch phát xạ của mỗi nguyên tố cũng là duy nhất. Dựa vào đặc điểm này, chúng ta có thể nhận biết các chất hóa học có trong hợp chất đó.
Quang phổ liên tục – Tìm hiểu về quang phổ là gì?
Quang phổ liên tục là một dải sáng không có vạch quang phổ. Nó chỉ có dải màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím và không bị đứt đoạn. Người ta thu được quang phổ liên tục từ việc chiếu ánh sáng trắng qua lăng kính.
Ví dụ về quang phổ liên tục: ánh sáng mặt trời, ánh sáng của đèn dây tóc…
Đặc điểm của quang phổ liên tục
Tất cả quang phổ liên tục của các chất khác nhau ở cùng một nhiệt độ thì chắc chắn sẽ cho kết quả giống nhau.
Quang phổ liên tục không phụ thuộc vào cấu tạo vật chất mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật phát sáng. Vật phát sáng có nhiệt độ càng cao thì quang phổ liên tục càng mở rộng về phía miền sáng màu đỏ và bị mờ dần về phía màu tím.
>> Có thể bạn quan tâm
Quang phổ hấp thụ là gì?
Quang phổ hấp thụ là quang phổ thu được trên nền của quang phổ liên tục với cách thể hiện chính là các vạch phổ màu tối. Hay nói cách khác, quang phổ hấp thụ sẽ có dạng các vạch tối trên nền của quang phổ liên tục.
Đặc điểm của quang phổ hấp thụ:
– Ở một nhiệt độ nhất định, một đám khí hoặc hơi có khả năng phát xạ ra những loại ánh sáng đơn sắc nào thì nó cũng sẽ có khả năng hấp thụ những loại ánh sáng đơn sắc đó.
– Với những chất khác nhau thì sẽ có bước sóng và số vạch khác nhau. Vì vậy, mỗi nguyên tố hóa học đều có quang phổ vạch hấp thụ riêng đặc trưng cho chính nguyên tố
– Các phổ hấp thụ của vật liệu cho thấy phần bức xạ điện từ tới được vật liệu hấp thụ qua một dải tần số. Một phổ hấp thụ có cơ chế ngược lại với phổ phát xạ.
– Khi có quang phổ vạch hấp thụ (quang phổ hấp thụ) của một đám khí hay hơi, nếu tắt nguồn sáng trắng thì nền của quang phổ liên tục sẽ biến mất và những vạch đen của quang phổ vạch hấp thụ sẽ trở thành những vạch màu của quang phổ vạch phát xạ của chính đám khí hay hơi đó.
– Quang phổ hấp thụ chỉ phụ thuộc vào bản chất hóa học của nguyên tố hóa học.
Bảng chi tiết đặc điểm về các loại quang phổ là gì?
Quang phổ phát xạ | Quang phổ liên tục | Quang phổ hấp thụ | |
| Nguồn phát | – Chất khí, hơi ở áp suất thấp bị kích thích phát sáng bằng nung nóng hay phóng tia lửa điện. – Kim loại nóng chảy, bay hơi. | – Vật rắn (dây tóc bóng đèn) – Chất lỏng (kim loại nóng chảy) – Chất khí áp suất thấp (mặt trời) Nhưng với điều kiện tất cả phải được nung nóng, đốt nóng hay dùng tia lửa điện kích thích đến mức phát sáng. | – Chiếu ánh sáng trắng qua chất khí hay hơi nung nóng. – Nhiệt độ khí hay hơi phải nhỏ hơn nhiệt độ nguồn sáng trắng. |
Nguyên lý hoạt động | – Dựa trên việc phân tích vị trí của các vạch màu để xác định nguyên tố hóa học. – Dựa trên việc xác định độ sáng để ứng dụng trong y học. | Đo nhiệt độ các vật thông qua sự phân bố cường độ ánh sáng theo bước sóng. | Cho các vật phát ra ánh sáng từ một nguồn nóng để tạo thành các dải hoặc bước sóng (phổ liên tục). Sau đó cho nó đi qua một khí lạnh thì sẽ thu được một dải màu biến thiên cùng với các vạch tối chen vào. Bằng việc phân tích chính các vị trí vạch tối các nhà khoa học sẽ phát hiện được các nguyên tố hóa học. |
| Ứng dụng | – Trong thiên văn học: đề cập đến quang phổ của một ngôi sao, tinh vân, hoặc hành tinh bất kỳ nào khác. – Trong hóa học: xác định các nguyên tố hóa học đã có sẵn hoặc phát hiện nguyên tố hóa học mới. – Trong y khoa. | – Đo nhiệt độ của các vật ở rất xa như thiên thể, hành tinh khác – Đo các vật thể có nhiệt độ rất cao mà ta không trực tiếp thực hiện được như lò luyện kim… | – Xác định các thành phần có trong khí hoặc chất lỏng dựa trên các vạch hấp thụ. Từ đó suy luận sự hiện diện của các nguyên tố trong các ngôi sao và các vật thể khí khác không thể đo trực tiếp. – Xác định nguyên tố hóa học trong các hợp chất hoặc hỗn hợp. |
Máy đo quang phổ là gì?
Phân tích quang phổ là những phương pháp được sử dụng phổ biến để phân tích các khoáng vật, giúp xác định ra thành phần hóa học của khoáng vật qua việc xem xét màu nào đậm nhất trong vạch quang phổ. Việc phân tích quang phổ giúp tạo điều kiện cho việc tinh chế đơn chất từ khoáng chất thuận lợi hơn. Những phương pháp này được tích hợp trong máy đo quang phổ.
Đây là thiết bị chuyên dụng để phân tích các chùm sáng có nhiều thành phần phức tạp thành các ánh sáng đơn sắc khác nhau. Từ đó, thu được các thông tin về thành phần, tính chất hay trạng thái của các khối lượng vật chất liên quan đến chùm ánh sáng đó.
Công dụng của máy đo quang phổ là gì?
Xác định hàm lượng các thành phần trong vật chất là một trong các ứng dụng quang trọng nhất của thiết bị này. Nó được ứng dụng cho các lĩnh vực nghiên cứu, khảo sát bởi thiết bị giúp tiết kiệm được thời gian và công sức hơn các dụng cụ khác.
Ngoài ra, máy đo quang phổ còn có thể phát hiện và hỗ trợ trong loại bỏ các thành phần độc hại. Nhờ việc xác định hàm lượng của các thành phần có trong mẫu sẽ giúp chúng ta phát hiện được những thành phần độc hại để tiến hành loại bỏ chúng.
Trên đây là những thông tin giúp bạn biết được quang phổ là gì? Các loại quang phổ có đặc điểm và ứng dụng như thế nào? Nếu muốn tìm hiểu thêm về máy phân tích quang phổ, hãy liên hệ TKTECH để được hỗ trợ nhé!
