Thi nghiem mi chelson

Bài 3
Máy quang phổ
Các loại quang phổ
Nội dung
1. Máy quang phổ
2. Các loại quang phổ
3. Câu hỏi và bài tập
1. Máy quang phổ
a. Định nghĩa
Là dụng cụ dùng để phân tích một chùm sáng có nhiều thành phần thành những chùm đơn sắc khác nhau. Nói cách khác, máy quang phổ được dùng để nhận biết thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do một nguồn sáng phát ra.
1. Máy quang phổ (tt)
b. Cấu tạo: Có 3 bộ phận chính





Ống chuẩn trực: Có nhiệm vụ tạo ra một chùm sáng song song. Nó gồm khe hẹp F đặt tại tiêu điểm của thấu kính hội tụ L1.
Bộ phận tán sắc: Gồm một lăng kính P có tác dụng tán sắc chùm sáng song song chiếu đến từ thấu kính L1 thành nhiều chùm sáng đơn sắc song song.
Buồng ảnh: Gồm thấu kính hội tụ L2 đặt chắn chùm sáng đã bị tán sắc bởi lăng kính P và một tấm kính ảnh M (hoặc kính mờ) đặt tại tiêu diện của thấu kính L2.
1. Máy quang phổ (tt)
c . Nguyên tắc hoạt động
Ánh sáng từ nguồn S cần khảo sát được rọi vào khe F của máy quang phổ, sau khi qua thấu kính L1 sẽ trở thành chùm tia song song và được lăng kính P tách thành các chùm sáng đơn sắc song song.
Mỗi chùm sáng song song đơn sắc ló ra khỏi lăng kính P sẽ được thấu kính L2 hội tụ thành một vạch màu trên màn M tại tiêu diện của nó.
Mỗi vạch màu là một ảnh đơn sắc của khe F và tập hợp của chúng chính là quang phổ của nguồn S.
Quang phổ này có thể được chụp lại nhờ kính ảnh (hoặc quan sát trên kính mờ).
2. Các loại quang phổ
a. Quang phổ liên tục
Định nghĩa: là quang phổ gồm nhiều dải sáng có màu khác nhau nối tiếp nhau một cách liên tục.
Các nguồn phát: Mọi vật rắn, lỏng và khí có khối lượng riêng lớn khi bị nung nóng sẽ phát quang phổ liên tục.
Tính chất và ứng dụng:
Tính chất quan trọng của quang phổ liên tục là nó không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của vật phát sáng mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của vật.
Thực nghiệm cho thấy rằng, khi được nung nóng đến 5000C, các vật bắt đầu phát sáng ở vùng đỏ. Khi nhiệt độ càng tăng, quang phổ càng mở rộng về phía ánh sáng có bước sóng ngắn và tới nhiệt độ cỡ 2500K, các vật sẽ cho một quang phổ liên tục đầy đủ từ đỏ đến tím.
Tính chất này của quang phổ liên tục được ứng dụng để đo nhiệt độ của các vật phát sáng do bị nung nóng như: nhiệt độ của dây tóc bóng đèn điện, của nguồn hồ quang, của lò cao…
2. Các loại quang phổ (tt)
b. Quang phổ vạch phát xạ:
Định nghĩa: là quang phổ gồm những vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bằng những khoảng tối.
Nguồn phát quang phổ vạch: Các chất khí (hay hơi) có khối lượng riêng nhỏ khi bị kích thích phát sáng sẽ cho quang phổ vạch. Có thể kích thích cho một chất khí phát sáng bằng nhiều cách khác nhau: đốt nóng, phóng tia lửa điện qua khối khí đó…
Tính chất và ứng dụng: Thực nghiệm cho thấy rằng mỗi nguyên tố hoá học ở trạng thái khí hay hơi nóng sáng dưới áp suất thấp cho một quang phổ vạch riêng đặc trưng cho nguyên tố ấy; quang phổ đó gồm một số vạch xác định, ở những vị trí xác định và có màu xác định.
Ví dụ: Hơi Natri khi phát sáng sẽ cho quang phổ gồm 2 vạch vàng sát nhau với bước sóng 1 = 0,589m và 2 = 0,5896m. Khí Hiđro phát sáng cho quang phổ gồm 4 vạch (trong vùng nhìn thấy) là: đỏ (H) có  = 0,6589m, lam (H) có  = 0,4861m, chàm (H) có  = 0,4340m và tím (H) có  = 0,410m.
2. Các loại quang phổ (tt)
c. Quang phổ vạch hấp thụ
Cách tạo:
Nguyên tắc tạo ra quang phổ hấp thụ được biểu diễn trên hình vẽ. Ánh sáng trắng phát ra từ đèn D được rọi vào khe F của máy quang phổ và trên tấm kính M của buồng ảnh ta thu được một quang phổ liên tục.
2. Các loại quang phổ (tt)
c. Quang phổ vạch hấp thụ (tt)
Đặt giữa nguồn sáng D và khe F của máy quang phổ một ống thuỷ tinh N chứa hơi Natri nung nóng. Khi đó trong quang phổ liên tục xuất hiện một vạch tối (nói đúng ra là hai vạch tối ở sát nhau) tại đúng vị trí của vạch vàng trong quang phổ phát xạ của hơi Natri. Đó là quang phổ hấp thụ của Natri. Nếu thay hơi Natri bằng hơi Kali hoặc Hiđro thì trong quang phổ liên tục xuất hiện các vạch tối ở đúng vị trí các vạch màu trong quang phổ phát xạ của Kali hoặc Hiđro tương ứng. Đó là các quang phổ hấp thụ của Kali hoặc Hiđro.
Như vậy có thể nói: quang phổ hấp thụ của một chất khí (hoặc hơi) nào đó là quang phổ liên tục bị thiếu những vạch màu do bị khí (hoặc hơi) đó hấp thụ
2. Các loại quang phổ (tt)
c. Quang phổ vạch hấp thụ (tt)
Điều kiện để thu quang phổ vạch hấp thụ: nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải thấp hơn nhiệt độ của nguồn phát quang phổ liên tục.
Hiện tượng đảo sắc: Trong thí nghiệm về quang phổ hấp thụ trên đây, khi đám khí (hay hơi) gây ra quang phổ hấp thụ được đốt nóng tới nhiệt độ mà chúng có thể phát sáng nhưng nhiệt độ này vẫn còn thấp hơn nhiệt độ nguồn phát quang phổ liên tục thì ta thu được quang phổ hấp thụ của đám khí (hay hơi) đó. Tuy nhiên, khi tắt nguồn phát quang phổ liên tục thì trên kính M của máy quang phổ sẽ mất nền quang phổ liên tục đồng thời những vạch tối ở quang phổ liên tục sẽ trở thành đúng các vạch màu trong quang phổ phát xạ của chính nguyên tố tạo nên đám khí (hay hơi). Hiện tượng này được gọi là hiện tượng đảo sắc.
2. Các loại quang phổ (tt)
c. Quang phổ vạch hấp thụ (tt)
Kết luận:
Ở một nhiệt độ xác định, một đám khí (hay hơi) có khả năng phát ra những bức xạ đơn sắc nào thì cũng có khả năng hấp thụ những bức xạ đơn sắc đó. Kết luận này chính là nội dung của định luật Kiếc-sốp.
Quang phổ vạch hấp thụ của mỗi nguyên tố cũng có tính chất đặc trưng riêng của nguyên tố đó. Vì vậy cũng có thể dựa vào quang phổ vạch hấp thụ để nhận biết sự có mặt của một nguyên tố nào đó.
2. Các loại quang phổ (tt)
d. Phép phân tích quang phổ và tiện lợi của nó:
Định nghĩa: Phân tích quang phổ là phép phân tích thành phần cấu tạo của các chất (hay hợp chất) dựa vào việc nghiên cứu quang phổ của ánh sáng do chất ấy phát ra hoặc hấp thụ.
Tiện lợi của phép phân tích quang phổ:
Khi phân tích định tính tức là chỉ cần biết sự có mặt của các thành phần khác nhau trong mẫu, thì phép phân tích quang phổ sẽ đơn giản và cho kết quả nhanh chóng.
Khi phân tích định lượng tức là cần biết cả nồng độ các thành phần trong mẫu, thì phép phân tích quang phổ rất nhạy, nó cho phép phát hiện được những chất có nồng độ rất nhỏ.
Nhờ phân tích quang phổ mà có thể biết thành phần cấu tạo và nhiệt độ của những vật ở rất xa như: mặt trời, các sao…
3. Câu hỏi và bài tập
Câu 1: Nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ dựa trên:
A. Hiện tượng phản xạ ánh sáng.
B. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
C. Hiện tượng tán sắc ánh sáng.
D. Hiện tượng giao thoa ánh sáng.
3. Câu hỏi và bài tập (tt)
Câu 1: Nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ dựa trên:
A. Hiện tượng phản xạ ánh sáng.
B. Hiện tượng khúc xạ ánh sáng.
C. Hiện tượng tán sắc ánh sáng.
D. Hiện tượng giao thoa ánh sáng.
3. Câu hỏi và bài tập (tt)
Câu 2: Phát biểu nào sau đây là sai khi nói về máy quang phổ?
A. Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích một chùm sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau.
B. Nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng.
C. Máy quang phổ là dụng cụ dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do một nguồn sáng phát ra.
D. Bộ phận làm tán sắc ánh sáng trong máy quang phổ là thấu kính.
3. Câu hỏi và bài tập (tt)
Câu 2: Phát biểu nào sau đây sai khi nói về máy quang phổ?
A. Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích mét chùm sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau.
B. Nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng.
C. Máy quang phổ là dụng cụ dùng để nhận biết các thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do một nguồn sáng phát ra.
D. Bộ phận làm tán sắc ánh sáng trong máy quang phổ là thấu kính.
3. Câu hỏi và bài tập (tt)
Câu 3: Quang phổ liên tục của một vật
A. Phụ thuộc bản chất của vật.
B. Phụ thuộc nhiệt độ của vật.
C. Phụ thuộc cả bản chất và nhiệt độ của vật.
D. Không phụ thuộc bản chất và nhiệt độ của vật.
3. Câu hỏi và bài tập (tt)
Câu 3: Quang phổ liên tục của một vật
A. Phụ thuộc bản chất của vật.
B. Phụ thuộc nhiệt độ của vật.
C. Phụ thuộc cả bản chất và nhiệt độ của vật.
D. Không phụ thuộc bản chất và nhiệt độ của vật.
3. Câu hỏi và bài tập (tt)
Câu 4: Tính chất quan trọng của quang phổ vạch là:
A. Như nhau với các nguyên tố khác nhau.
B. Khác nhau với các nguyên tố khác nhau.
C. Như nhau với các chất khí khác nhau có cùng nhiệt độ.
D. Khác nhau với một chất khí ở các nhiệt độ khác nhau.
3. Câu hỏi và bài tập (tt)
Câu 4: Tính chất quan trọng của quang phổ vạch là:
A. Như nhau với các nguyên tố khác nhau.
B. Khác nhau với các nguyên tố khác nhau.
C. Như nhau với các chất khí khác nhau có cùng nhiệt độ.
D. Khác nhau với một chất khí ở các nhiệt độ khác nhau.
3. Câu hỏi và bài tập (tt)
Câu 5: Phát biểu nào bị sai khi nói về quang phổ vạch phát xạ?
A. Quang phổ vạch phát xạ gồm một hệ thống các vạch màu riêng rẽ nằm trên một nền tối
B. Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về số lượng các vạch, vị trí hiện vạch và màu sắc các vạch.
C. Quang phổ vạch phát xạ của mỗi nguyên tố phụ thuộc vào nhiệt độ
D. Quang phổ vạch phát xạ do các chất khí hay hơi ở áp suất thấp bị kích thích bằng cách nung nóng hoặc phóng tia lửa điện phát ra.
3. Câu hỏi và bài tập (tt)
Câu 5: Phát biểu nào bị sai khi nói về quang phổ vạch phát xạ?
A. Quang phổ vạch phát xạ gồm một hệ thống các vạch màu riêng rẽ nằm trên một nền tối
B. Quang phổ vạch phát xạ của các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về số lượng các vạch, vị trí hiện vạch và màu sắc các vạch.
C. Quang phổ vạch phát xạ của mỗi nguyên tố phụ thuộc vào nhiệt độ
D. Quang phổ vạch phát xạ do các chất khí hay hơi ở áp suất thấp bị kích thích bằng cách nung nóng hoặc phóng tia lửa điện phát ra.