QUANG PHỔ
Phổ là một chuỗi sóng hoặc hạt phân tán theo sự tăng dần hoặc giảm dần của một tính chất nào đó. Sự tăng tần số hay giảm bước sóng là hiện thân của sự tăng năng lượng.
PHỔ ĐIỆN TỪ
Các bức xạ điện từ bao quát một vùng bước sóng và chuỗi bước sóng này được gọi là phổ bức xạ điện từ hay đơn giản là phổ điện từ. Phổ điện từ cùng với các bước sóng đánh dấu được biểu diễn trên Hình 1.14.
Hình 1.14
Phổ điện từ. Các ranh giới bước sóng của mỗi vùng là gần đúng.
QUANG PHỔ LIÊN TỤC
Ánh sáng trắng là năng lượng bức xạ phát ra từ mặt trời hay các bóng đèn nóng sáng. Nó gồm các sóng ánh sáng trong ngưỡng 4000 – 8000 angstrom. Mỗi sóng có một màu đặc trưng. Khi một chùm ánh sáng trắng đi qua một lăng kính, các sóng khác nhau bị khúc xạ (hay bị bẻ cong) theo những góc khác nhau. Khi chiếu lên màn hứng, những sóng này tạo nên một chuỗi dải màu liên tục: tím, chàm, lam, lục, vàng, cam, đỏ. Chuỗi dải màu này tạo thành một cầu vồng màu liên tục, được gọi là quang phổ liên tục.
Hình 1.15
Quang phổ liên tục của ánh sáng trắng.
Thành phần tím của quang phổ có bước sóng ngắn hơn (4000 – 4250 angstrom) và có tần số cao hơn. Thành phần đỏ có bước sóng dài hơn (6500 – 7500 angstrom) và có tần số nhỏ hơn. Vùng không nhìn thấy nằm ngoài đầu tím được gọi là vùng tử ngoại và vùng nằm bên ngoài đầu đỏ được gọi là vùng hồng ngoại.
QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ
Khi một nguyên tố ở trạng thái hơi hay khí bị nung nóng trong ngọn lửa hoặc trong ống phóng điện, thì các nguyên tử bị kích thích (bị năng lượng hóa) và phát ra các bức xạ ánh sáng có một màu đặc trưng. Màu sắc của ánh sáng được tạo ra cho biết bước sóng của bức xạ phát ra.
Hình 1.16
Vùng bước sóng của các dải màu của quang phổ liên tục, tính theo đơn vị angstrom.
Ví dụ, ngọn lửa đèn Bunsen có màu vàng do muối sodium, màu đỏ do strontium, và màu tím do potassium. Trong ống phóng điện, neon lóe sáng màu cam-đỏ, helium màu hồng, và vân vân. Nếu ta khảo sát ánh sáng phát ra bằng quang phổ kế (một dụng cụ trong đó một chùm ánh sáng được cho đi qua lăng kính và thu lại trên phim chụp), thì quang phổ thu được trên phim bao gồm các vạch sáng (Hình 1.18). Một quang phổ trong đó mỗi vạch thể hiện một bước sóng đặc trưng của bức xạ phát ra bởi các nguyên tử được gọi là quang phổ vạch hay quang phổ phát xạ nguyên tử của nguyên tố đó. Quang phổ phát xạ của một số nguyên tố được cho trên Hình 1.17. Mỗi vạch trong quang phổ này được gọi là vạch quang phổ.
Hình 1.17
Quang phổ phát xạ của K, Na, Li và H.
Khi ánh sáng trắng bao gồm mọi bước sóng khả kiến đi qua hơi nguội của một nguyên tố, thì những bước sóng nhất định có thể bị hấp thụ. Những bước sóng bị hấp thụ này, do đó, sẽ bị thiếu trong ánh sáng truyền đi. Quang phổ thu được theo cách này gồm một chuỗi những vạch tối được gọi là quang phổ hấp thụ nguyên tử hay đơn giản là quang phổ hấp thụ. Bước sóng của các vạch tối đúng bằng bước sóng của các vạch sáng trong quang phổ phát xạ. Quang phổ hấp thụ của một nguyên tố là hình ảnh đảo ngược của quang phổ phát xạ của nguyên tố đó.
Các vạch phổ nguyên tử được phát ra hoặc hấp thụ không những trong vùng khả kiến của phổ điện từ, mà còn xảy ra trong vùng hồng ngoại (phổ hồng ngoại), và trong vùng tử ngoại (phổ tử ngoại).
Bởi vì quang phổ nguyên tử được tạo ra bởi sự phát xạ hoặc hấp thụ năng lượng phụ thuộc vào cấu trúc bên trong của nguyên tử, cho nên mỗi nguyên tố có một quang phổ đặc trưng riêng của nó. Ngày nay, phân tích quang phổ đã trở thành một phương pháp đắc lực để phát hiện các nguyên tố, dù là chúng có mặt với hàm lượng cực nhỏ. Hệ quả quan trọng nhất của việc khám phá quang phổ vạch của hydrogen và các nguyên tố khác là nó dẫn tới kiến thức hiện nay của chúng ta về cấu trúc nguyên tử.
Hóa Lí Căn Bản - Arun Bahl, B.S. Bahl, G.D. Tuli
Phần tiếp theo >>
