Bài 39. MÁY QUANG PHỔ CÁC LOẠI QUANG PHỔ
1. Máy quang phổ :Máy quang phổ là dụng cụ để phân tích chùm sáng phức
tạp thành những thành phần đơn sắc khác nhau. Nói khác đi, nó dùng để
nhận biết thành phần cấu tạo của một chùm sáng phức tạp do một nguồn
sáng phát ra.
a) Cấu tạo Máy quang phổ lăng kính
*Gồm ba bộ phận chính:
-Ống chuẩn trực là bộ phận có dạng một cái ống tạo ra chùm tia sáng song song.
-Hệ tán sắc gồm một hoặc vài lăng kính P,có tác dụng phân tích chùm tia
song song từ L1 chiếu tới thành nhiều chùm tia đơn sắc song song.
- Buồng tối hay buồng ảnh là một hộp kín trong đó có một thấu kính hội
tụ L2 (đặt chắn chùm tia sáng đã bị tán sắc sau khi qua lăng kính P) và
một tấm kính ảnh ( để chụp ảnh quang phổ), hoặc một tấm kính mờ (để quan
sát quang phổ) đặt tại tiêu diện L2.
b) Nguyên tắc hoạt động: dựa trên hiện tượng tán sắc ánh sáng.
- Sau khi ló ra khỏi ống chuẩn trực, chùm ánh sáng phát ra từ nguồn S sẽ
trở thành một chùm song song, qua lăng kính sẽ bị phân tách thành nhiều
chùm đơn sắc song song, lệch theo các phương khác nhau.Mỗi chùm sáng
đơn sắc ấy được thấu kính L2 của buồng ảnh làm hội tụ thành một vạch
trên tiêu diện của L2 và cho ta một ảnh thật của khe F, đó là vạch màu.
Các vạch màu được chụp trên tấm kính ảnh hoặc hiện lên tấm kính mờ. Mỗi
vạch màu ứng với một bước sóng xác định, gọi là vạch quang phổ, là một
thành phần ánh sáng đơn sắc do nguồn S phát ra.
- Tập hợp các vạch màu (hoặc dải màu) đó tạo thành quang phổ của nguồn S.

2. Quang phổ liên tục: Quang phổ gồm nhiều dãi màu từ đỏ đến tím, nối liền nhau một cách liên tục.
a) Nguồn phát
- Các chất rắn, lỏng, khí ở áp suất lớn khi bị nung nóng phát ra quang phổ liên tục.
b) Tính chất
Quang phổ không phụ thuộc bản chất nguồn sáng, chỉ phụ thuộc nhiệt độ của nguồn sáng.
-Ở mọi nhiệt độ, vật đều bức xạ. Nhiệt độ tăng dần thì bức xạ càng mạnh
và lan dần từ bức xạ có bước sóng dài đến bức xạ có bước sóng ngắn.
-Sự phân bố độ sáng của các vùng màu khác nhau trong quang phổ liên tục
phụ thuộc vào nhiệt độ của vật. Nhiệt độ của vật phát sáng càng cao thì
vùng màu sáng nhất có bước sóng càng ngắn.
3. Quang phổ vạch phát xạ: gồm các vạch màu riêng lẻ, ngăn cách nhau bằng những khoảng tối.
a) Nguồn phát
- Quang phổ vạch phát xạ do các chất khí, hay hơi ở áp suất thấp phát ra
khi bị kích thích (khi nóng sáng, hoặc khi có dòng điện phát ra).
b) Tính chất
- Mỗi nguyên tố hoá học khi bị kích thích, phát ra các bức xạ có bước
sóng xác định và cho một quang phổ vạch phát xạ riêng, đặc trưng cho
nguyên tố ấy
- Các nguyên tố khác nhau, phát ra các quang phổ vạch khác hẳn nhau về
số lượng vạch, về màu sắc, bước sóng (tức là về vị trí) của các vạch và
về cường độ sáng của các vạch đó.
VD: Quang phổ của hơi Natri có hai vạch vàng rất sáng nằm cạnh nhau
(vạch kép) ứng với các bước sóng 0,5890μm và 0,5896μm (Hình 39.2c).
- Có thể ứng dụng trong việc phát hiện sự hiện diện của nguyên tố trong hợp chất.

4. Quang phổ vạch hấp thụ: Quang phổ liên tục thiếu một số vạch màu do
bị chất khí hay hơi hấp thụ là quang phổ vạch hấp thụ của khí hay hơi
đó.
a) Cách tạo ra quang phổ vạch hấp thụ : Chiếu một chùm ánh sáng trắng do
vật nóng sáng phát ra qua một chất khí hay hơi bị nung nóng
b) Điều kiện để thu được quang phổ vạch hấp thụ : nhiệt độ của đám khí
hay hơi hấp thụ phải nhỏ hơn nhiệt độ của nguồn phát ra quang phổ liên
tục.
c) Hiện tượng đảo sắc : Trong quang phổ hấp thụ, nếu ta tắt nguồn sáng
trắng đi thì nền quang phổ liên tục biến mất , đồng thời những vạch đen
của quang phổ hấp thụ trở thành những vạch màu của quang phổ vạch phát
xạ của chính nguyên tố đó.
Vậy : Ở một nhiệt độ xác định, một đám hơi có khả năng phát ra những ánh
sáng đơn sắc nào thì nó cũng có khả năng hấp thụ những ánh sáng đơn sắc
đó.
d) Ứng dụng : dùng để nhận biết thành phần của các nguyên tố có trong một mẫu vật.

5- Phép phân tích quang phổ
a) Định nghĩa : là phép phân tích thành phần cấu tạo của các chất dựa vào việc nghiên cứu quang phổ của chúng.
b) Tiện lợi của phép phân tích quang phổ
- Phép phân tích định tính : Cho biết các thành phần khác nhau có trong một mẫu vật. Tiện lợi là cách làm đơn giản và nhanh.
- Phép phân tích định lượng : Cho biết nồng độ của các thành phần có trong một mẫu vật. Ưu điểm là rất nhạy.
- Ưu điểm tuyệt đối của phép phân tích quang phổ là xác định được thành
phần cấu tạo và nhiệt độ của các vật ở rất xa : Mặt trời, các ngôi sao .
. .



Bài 40. TIA HỒNG NGOẠI TIA TỬ NGOẠI
1. Các bức xạ không nhìn thấy
- Thí nghiệm đã chứng tỏ rằng, ở ngoài miền ánh sáng nhìn thấy (có bước
sóng từ 0,38μm đến 0,76μm) còn có những loại ánh sáng (bức xạ) nào đó,
không nhìn thấy được, nhưng cũng có tác dụng nhiệt giống như các bức xạ
nhìn thấy. Dưới đây ta lần lượt khảo sát một số bức xạ không nhìn thấy.

2. Tia hồng ngoại: Là bức xạ không nhìn thấy có bước sóng dài hơn 0,76μm
đến khoảng vài milimét (lớn hơn bước sóng của ánh sáng đỏ và nhỏ hơn
bước sóng của sóng vô tuyến điện)
a) Nguồn phát:Mọi vật dù ở nhiệt độ thấp, đều phát ra tia hồng ngoại. Cơ
thể người phát ra tia hồng ngoại mạnh nhất là các bức xạ có bước sóng ở
vùng 9μm.
-Ở nhiệt độ cao, tia hồng ngoại, vật còn phát ra các bức xạ nhìn thấy.
-Nguồn phát tia hồng ngoại thông dụng là lò than, lò điện, đèn điện dây tóc …
b) Tính chất
- Tính chất nổi bật của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt: Vật hấp thụ tia hồng ngoại sẽ nóng lên.
- Tia hồng ngoại có khả năng gây ra một số phản ứng hoá học, có tác dụng
lên một số loại phim ảnh, như loại phim để chụp ảnh ban đêm.
- Tia hồng ngoại có thể biến điệu (điều biến) được như sóng điện từ cao tần.
- Tia hồng ngoại còn có thể gây ra hiện tượng quang điện trong ở một số chất bán dẫn
c) Ứng dụng
* Tia hồng ngoại dùng để sấy khô, sưởi ấm.
* Tia hồng ngoại được sử dụng trong các bộ điểu khiển từ xa để điều khiển hoạt động của tivi, thiết bị nghe nhìn,
* Người ta sử dụng tia hồng ngoại để chụp ảnh bề mặt của Trái Đất từ vệ tinh.
* Trong lĩnh vực quân sự:tên lửa tự động tìm mục tiêu dựa vào tia hồng
ngoại do mục tiêu phát ra, camera hồng ngoại để chụp ảnh, quay phim ban
đêm; ống nhòm hồng ngoại để quan sát ban đêm.

3. Tia tử ngoại: Làbức xạ không nhìn thấy có bước sóng ngắn hơn 0,38μm đến cỡ 10-9m (ngắn hơn bước sóng của ánh sáng tím)
a) Nguồn phát: Những vật được nung nóng ở nhiệt độ cao (trên 2000độ)
đều phát tia tử ngoại. Nguồn tia tử ngoại phổ biến hơn cả là đèn hơi
thuỷ ngân. Hồ quang điện
b) Tính chất:
- Tác dụng mạnh lên phim ảnh, làm ion hoá không khí và nhiều chất khí khác.
- Kích thích sự phát quang của nhiều chất (như kẽm sunfua, cađimi
sunfua), có thể gây ra một số phản ứng quang hoá và phản ứng hoá học.
- Bị thuỷ tinh, nước, … hấp thụ rất mạnh. Nhưng tia tử ngoại có bước
sóng từ 0,18 micro m đến 0,4 micro m truyền qua được thạch anh.
- Có một số tác dụng sinh lí: huỷ diệt tế bào da, làm da rám nắng, làm hại mắt, diệt khuẩn, diệt nấm mốc …
- Có thể gây ra hiện tượng quang điện.
c) Ứng dụng:Tia tử ngoại thường được dùng để khử trùng nước, thực phẩm
và dụng cụ y tế, dùng chữa bệnh (như bệnh còi xương) để tìm vết nứt trên
bề mặt kim loại, …



Bài 41.TIA X - THUYẾT ĐIỆN TỪ ÁNH SÁNG
1. Tia X. (Tia Rơnghen). Làbức xạ có bước sóng từ 10^-8m đến 10^-11m (ngắn hơn bước sóng của tia tử ngoại)
Người ta cũng thường phân biệt tia X cứng (có bước sóng rất ngắn) và tia X mềm (có bước sóng dài hơn).
a) Cách tạo tia X.
Cho chùm tia catôt (chùm êlectron có vận tốc lớn), trong ống tia catôt
chẳng hạn, đâp vào một miếng kim loại có nguyên tử lượng lớn (như platin
hoặc vônfram),
b) Tính chất Tia X có một số đặc tính nổi bật sau đây:
- Tính chất đáng chú ý của tia X là khả năng đâm xuyên. Tia X đi xuyên
qua được giấy, vải, gỗ, thậm chí cả kim loại nữa. Tia X có bước sóng
càng ngắn thì càng xuyên sâu, tức là càng “cứng”.
- Tia X có tác dụng mạnh lên phim ảnh, làm ion hoá không khí.
- Tia X có tác dụng làm phát quang nhiều chất.
- Tia X có thể gây ra hiện tượng quang điện ở hầu hết kim loại.
- Tia X có tác dụng sinh lí mạnh: huỷ diệt tế bào, diệt vị khuẩn, …
c) Công dụng
-Tia X được sử dụng nhiều nhất để chiếu điện, chụp điện (vì nó bị xương
và các chỗ tổn thương bên trong cơ thể cản mạnh hơn da thịt) để chẩn
đoán bệnh hoặc tìm chỗ xương gãy, mảnh kim loại trong người …,
-Chữa bệnh (ung thư).
-Trong công nghiệp để kiểm tra chất lượng các vật đúc, tìm các vết nứt, bọt khí bên trong các vật bằng kim loại;
-Kiểm tra hành lí của khách hàng đi máy bay, nghiên cứu cấu trúc vật rắn …

2. Thuyết điện tử về ánh sáng

Ánh sáng là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn lan truyền trong không gian.
- Liên hệ giữa tính chất điện từ với tính chất quang của môi trường:
- Hằng số điện phụ thuộc tần số của ánh sáng. e = F(f)

3. Nhìn tổng quát về sóng điện từ. Thang sóng điện từ
a) Các loại sóng vô tuyến điện, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy, tia
tử ngoại, tia X, và tia gamma là sóng điện từ. Tuy được tạo ra bởi những
cách rất khác nhau, nhưng về bản chất thì chúng cũng chỉ là một và giữa
chúng không có một ranh giới nào thật rõ rệt.
- Vì có tần số và bước sóng khác nhau, nên các sóng điện từ có những
tính chất rất khác nhau (có thể nhìn thấy hoặc không nhìn thấy, có khả
năng đâm xuyên khác nhau, cách phát khác nhau).
- Các tia có bước sóng càng ngắn (tia X, tia gamma) có tính đâm xuyên
càng mạnh, dễ tác dụng lên kính ảnh, dễ làm phát quang các chất và dễ
ion hoá không khí.
- Các tia có bước sóng dài, ta dễ quan sát hiện tượng giao thoa ,tán sắc …
b) Bảng sắp xếp và phân loại các sóng điện từ theo thứ tự bước sóng giảm dần (tần số tăng dần) gọi là thang sóng điện từ