CÁC LOẠI QUANG PHỔ

BÀI 26. CÁC LOẠI QUANG PHỔ

I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

1. Máy quang phổ

a) Khái niệm

Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích chùm sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc.

b) Cấu tạo

Máy quang phổ lăng kính gồm có ba bộ phận chính:

▪ Ống chuẩn trực (a): là một cái ống, một đầu có một thấu kính hội tụ L1, đầu kia có một khe hẹp F đặt ở tiêu điểm chính của L1. Ánh sáng đi từ F sau khi qua L1 sẽ là một chùm sáng song song.

▪ Hệ tán sắc (b): gồm một (hoặc hai, ba) lăng kính P. Chùm tia song song ra khỏi ống chuẩn trực, sau khi qua hệ tán sắc, sẽ phân tán thành nhiều tia đơn sắc, song song.

▪ Buồng tối (c): là các hộp kín ánh sáng, một đầu có thấu kính hội tụ L2, đầu kia có một tấm phim ảnh K đặt ở mặt phẳng tiêu diện của L2. Các chùm sáng song song ra khỏi hệ tán sắc, sau khi qua L2 sẽ hội tụ tại các điểm khác nhau trên tấm phim K, mỗi chùm cho ta một ảnh thật, đơn sắc của khe F. Vậy trên tấm phim K ta chụp được một loạt ảnh của khe F, mỗi ảnh ứng với một bước sóng xác định, và gọi là một vạch quang phổ.

c) Nguyên tắc hoạt động của máy quang phổ

Máy quang phổ hoạt động dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng.

2. Các loại quang phổ

a) Quang phổ liên tục

▪ Khái niệm: Quang phổ liên tục là một dải sáng có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.

▪ Nguồn phát: Quang phổ liên tục do các chất rắn, lỏng hoặc khí có áp suất lớn, phát ra khi bị nung nóng.

▪ Đặc điểm: Đặc điểm quan trọng nhất của quang phổ liên tục là không phụ thuộc vào cấu tạo của nguồn phát mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn sáng.

Ví dụ: Một miếng sắt và một miếng sứ ở cùng nhiệt độ thì sẽ có cùng quang phổ liên tục với nhau.

b) Quang phổ vạch phát xạ

▪ Khái niệm: Quang phổ vạch phát xạ là một hệ thống những vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối.

▪ Nguồn phát: Quang phổ vạch do các chất khí ở áp suất thấp phát ra khi bị kích thích bằng nhiệt hay bằng điện.

▪ Đặc điểm: Quang phổ vạch phát xạ của các chất hay các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về số lượng các vạch, về vị trí (hay bước sóng) và cường độ sáng của các vạch.

Mỗi nguyên tố hoá học có một quang phổ vạch đặc trưng của nguyên tốt đó. Trong quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử hidro, ở vùng ánh sáng nhìn thấy có bốn vạch đặc trưng là: vạch đỏ, vạch lam, vạch chàm, vạch tím.

c) Quang phổ vạch hấp thụ

▪ Khái niệm: Quang phổ vạch hấp thụ là một hệ thống các vạch tối nằm trên nền quang phổ liên tục.

▪ Nguồn phát: Các chất rắn, lỏng và khí đều cho được các quang phổ hấp thụ. 

II. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

Bài tập phần này chủ yếu là lí thuyết về máy quang phổ và các loại quang phổ, các em cần nắm vững lí thuyết ở mục I và lưu ý phân biệt các loại quang phổ qua bảng sau:

III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Bài 1 (trang 137 SGK Vật Lí 12):

Quang phổ vạch phát xạ là gì ? Điều kiện để có quang phổ vạch phát xạ là gì? Đặc điểm của quang phổ vạch phát xạ là gì?

Lời giải:

+ Quang phổ vạch phát xạ là một hệ thống những vạch sáng riêng lẻ, ngăn cách nhau bởi những khoảng tối.

+ Điều kiện để có quang phổ vạch phát xạ: Các chất khí ở áp suất thấp, bị kích thích bằng nhiệt hay bằng điện.

+ Đặc điểm của quang phổ vạch phát xạ: Quang phổ của các nguyên tố khác nhau thì khác nhau về số lượng vạch, về vị trí (hay bước sóng) và độ sáng tỉ đối giữa các vạch. Mỗi nguyên tố hóa học có một quang phổ vạch đặc trưng của nguyên tố đó.

Bài 2 (trang 137 SGK Vật Lí 12):

Quang phổ liên tục là gì ? Điều kiện để có quang phổ liên tục là gì? Đặc điểm của quang phổ liên tục là gì ?

Lời giải:

+ Quang phổ liên tục là một dải màu từ đỏ đến tím nối liền nhau một cách liên tục.

+ Điều kiện để có quang phổ liên tục: các chất rắn, lỏng, khí có áp suất lớn bị nung nóng.

+ Đặc điểm của quang phổ liên tục: không phụ thuộc vào cấu tạo của nguồn phát mà chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ của nguồn phát.

Bài 3 (trang 137 SGK Vật Lí 12):

Quang phổ hấp thụ là gì ? Trình bày cách tạo ra quang phổ hấp thụ. Đặc điểm của quang phổ hấp thụ là gì ?

Lời giải:

+ Quang phổ hấp thụ là các vạch hay đám vạch tối trên nền của một quang phổ liên tục.

+ Cách tạo ra quang phổ hấp thụ: Dùng một bóng đèn điện dây tóc chiếu sáng khe F của một máy quang phổ. Trên tiêu diện của thấu kính buồng tối, có một quang phổ liên tục của dây tóc bóng đèn. Đèn xen giữa đèn và khe F một cốc thủy tinh đựng dung dịch màu, thì trên quang phổ liên tục ta thấy có một số dải đen. Quang phổ liên tục, thiếu các ánh sáng do bị dung dịch hấp thụ, được gọi là quang phổ hấp thụ của dung dịch.

+ Đặc điểm của quang phổ hấp thụ là : Quang phổ hấp thụ của các chất khí chứa các vạch hấp thụ và là đặc trưng cho chất khí đó. Quang phổ hấp thụ của chất lỏng và chất rắn lại chứa các “đám”, mỗi đám gồm nhiều vạch hấp thụ nối tiếp nhau một cách liên tục.

Bài 4 (trang 137 SGK Vật Lí 12):

Quang phổ vạch phát xạ do chất nào dưới đây bị nung nóng phát ra ?

A. chất rắn. B. chất lỏng.

C. chất khí ở áp suất thấp. D. chất khí ở áp suất cao.

Lời giải: Chọn C.

Quang phổ vạch phát xạ do các chất khí hay hơi có áp suất thấp và bị kích thích (bởi nhiệt độ cao hay điện trường mạnh…) phát ra.

Bài 5 (trang 137 SGK Vật Lí 12):

Chỉ ra câu sai.

Quang phổ liên tục được phát ra bởi chất nào dưới đây khi bị nung nóng?

A. chất rắn. B. chất lỏng.

C. chất khí ở áp suất thấp. D. chất khí ở áp suất cao.

Lời giải: Chọn C.

Quang phổ liên tục do các chất rắn, lỏng và chất khí có áp suất lớn bị nung nóng phát ra.

Bài 6 (trang 137 SGK Vật Lí 12):

Trong quang phổ vạch phát xạ của hidro, ta thấy vạch lam nằm bên phải vạch chàm. Vậy các vạch đỏ và vạch tím nằm thế nào ?

Lời giải:

Trong quang phổ vạch phát xạ của hidro, ta thấy vạch lam nằm bên phải vạch chàm. Vạch đỏ nằm bên phải vạch lam. Vạch đỏ nằm bên phải vạch lam. Vạch tím nằm bên trái vạch chàm.

Hy vọng bài "Các loại quang phổ" đã giúp các em vận dụng thành thạo lý thuyết ở chương trình Vật lí lớp 12.