V.3. LÝ THUYẾT VỀ CÁC TIA VÀ CÁC LOẠI QUANG PHỔ I. MÁY QUANG PHỔ VÀ CÁC LOẠI QUANG PHỔ 1. Máy quang phổ: - Máy quang phổ là dụng cụ ứng dụng hiện tượng tán sắc ánh sáng để phân tích một chùm sáng phức tạp thành các thành phần đơn sắc. Bộ phận chính của máy quang phổ là một lăng kính. 2. Các loại quang phổ   Quang phổ liên tục Quang phổ vạch phát xạ Quang phổ vạch hấp thụ Định nghĩa Là một dải sáng có màu biến đổi liên tục. Hệ thống những vạch màu riêng biệt nằm trên một nền tối. Gồm những vạch tối trên nền một quang phổ liên tục. Nguồn và điều kiện phát sinh Các vật rắn; lỏng; khí hay hơi có tỉ khối lớn bị nung nóng. Chất khí hay hơi ở áp suất thấp bị kích thích phát sáng. Chiếu ánh sáng trắng qua một chất hơi bị nung nóng (nhiệt độ chất hơi thấp hơn nhiệt độ nguồn sáng trắng). Đặc điểm - Phụ thuộc vào nhiệt độ. - Không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của nguồn sáng. Quang phổ vạch của những nguyên tố khác nhau thì khác nhau về số lượng, vị trí, màu sắc, độ sáng tỉ đối của các vạch. Các vạch tối xuất hiện đúng vị trí các vạch màu của quang phổ vạch phát xạ của chất hơi đó. Ứng dụng Xác định nhiệt độ của vật phát sáng (đặc biệt các vật ở xa). Nhận biết sự có mặt của các nguyên tố trong hỗn hợp hay hợp chất. Biết được thành phần của hợp chất. 3. Hiện tượng đảo sắc các vạch quang phổ Trong thí nghiệm tạo ra quang phổ vạch hấp thụ, nếu tắt nguồn sáng trắng thấy nền quang phổ liên tục biến mất, đồng thời các vạch tối của quang phổ hấp thụ biến thành các vạch màu của quang phổ vạch phát xạ của chính đám hơi đó. Hiện tượng này gọi là hiện tượng đảo sắc của các vạch quang phổ ⇒ ở một nhiệt độ nhất định, một đám hơi có khả năng phát ra những ánh sảng đơn sác nào thì nó cũng có khả năng hấp thụ ánh sáng đơn sắc đó. 4. Phép phân tích quang phổ và tiện lợi của nó a. Định nghĩa: Phép phân tích quang phổ là phép phân tích thành phần cấu của các chất dựa vào nghiên cứu quang phổ của chúng. b. Tiện lợi * Trong phép phân tích định tính (chỉ cần nhận biết sự có mặt của các thành phần khác nhau) thì tiện lợi ở chỗ: Đơn giản, cho kết quả nhanh hơn phép phân tích hoá học. * Trong phép phân tích định lượng (cần xác định được cả nồng độ của các thành phần trong mẫu) có ưu điểm: Rất nhạy, phát hiện và đo được nồng độ rất nhỏ. * Ưu điểm tuyệt đối của phép phân tích quang phổ là: Xác định được các thành phần cấu tạo và nhiệt độ của các vật ở xa như mặt trời và các ngôi sao. II. Tia hồng ngoại, tia tử ngoại và tia Rơnghen 1. Tia hồng ngoại, tia tử ngoại   Tia hồng ngoại Tia tử ngoại Định nghĩa Là những bức xạ không nhìn thấy được có bước sóng lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ (λ > 0,75μm) Là những bức xạ không nhìn thấy được có bước sóng nhỏ hơn bước sóng của ánh sáng tím (λ < 0,40μm) Bản chất Là sóng điện từ Là sóng điện từ Nguồn phát Các vật bị nung nóng đều phát ra tia hồng ngoại. Tuy nhiên để phân biệt thì nhiệt độ của vật đó phải lớn hơn nhiệt độ môi trường. Vật ở nhiệt độ thấp chỉ phát được tia hồng ngoại. Trong bức xạ mặt trời, có khoảng 50% năng lượng thuộc về các tia hồng ngoại. Những vật được nung nóng trên 20000C đều phát ra tia tử ngoại. Các hồ quang điện hoặc đèn thủy ngân là những nguồn phát mạnh tia tử ngoại. Trong bức xạ mặt trời có khoảng 9% năng lượng thuộc vùng tử ngoại. Tác dụng và ứng dụng. - Tác dụng nhiệt. - Tác dụng lên kính ảnh hồng ngoại. - Trong công nghiệp, dùng tia hồng ngoại để sấy khô các sản phẩm sơn. - Trong y học dùng đèn hồng ngoại để sưởi ấm ngoài da cho máu lưu thông. - Làm các thiết bị điều khiển từ xa. -Tác dụng lên kính ảnh. - Tác dụng làm ion hoá không khí. - Làm phát quang một số chất. - Có tác dụng sinh học. - Trong công nghiệp sử dụng tia tử ngoại để phát hiện các vết nứt vết xước trên bề mặt sản phẩm. - Trong y học, dùng tia tử ngoại để chữa bệnh còi xương, diệt vi khuẩn... 2. Tia Rơnghen a. Định nghĩa: là sóng điện từ có bước sóng ngắn (λ = 10-8 đến 10-11 m). b. Cách tạo ra: Các êlectrôn từ âm cực được tăng tốc trong điện trường mạnh nên có động năng lớn. Khi êlectrôn đập vào đối âm cực, chúng xuyên qua lớp vỏ nguyên tử, tương tác với hạt nhân và e ở bên trong và phát ra sóng điện từ có λ cực ngắn, gọi là bức xạ hãm. c. Tính chất - Đâm xuyên mạnh, tỷ lệ nghịch với khối lượng riêng vật cản. - Tác dụng mạnh lên kính ảnh. - Làm phát quang một số chất. - Ion hoá chất khí. - Tác dụng sinh lí, hủy diệt tế bào. - Không bị lệch đường trong điện trường và từ trường. d. ứng dụng - Chiếu, chụp điện. - Dò tìm khuyết tật trong sản phẩm đúc. - Chữa bệnh ung thư nông. - Nghiên cứu mạng tinh thể. V. Thang sóng điện từ Thang sóng điện từ là tập hợp các loại sóng điện từ được sắp xếp theo thứ tự bước sóng tăng dần. - Tia gamma λ < 10-11 m - Tia Rơnghen 10-11 m đến 10-8 m - Tia Tử ngoại 10-9 m đến 0,4 μm - Ánh sáng nhìn thấy 0,4 μm đến 0,75 μm - Tia hồng ngoại 0,75 μm đến 10-3 m - Sóng vô tuyến 10-4 m đến 103 m.