44 bài giảng vật lí 12 theo từng chuyên đề (25)

* Cấu tạo của máy quang phổ:
Gồm 3 bộ phận chính:
+ ống chuẩn trực (C) : Gồm khe hẹp S và TKHT L
1
.
(Khe S đặt tại tiêu điểm vật của TKHT L
1
).
+ Lăng kính P.
+ Buồng ảnh: Gồm một TKHT L
2
và tấm kính ảnh F đặt
tại tiêu diện của TK L
2
.
P
F
L
2
O
2
0
1
S
C



Hoạt động :

Nguyên tắc: Dựa trên hiện t ợng tán sắc ánh sáng của LK.
+ Chùm sáng phát ra từ nguồn J (Ta cần nghiên cứu) đ ợc rọi
vào khe S của ống chuẩn trực thông qua TKHT L. Chùm
tia sáng ló ra khỏi L
1
là một chùm tia song song.
+ Lăng kính P làm tán sắc chùm tia song song từ L
1
chiếu
tới thành nhiều chùm tia đơn sắc song song.
+ Chùm tia ló ra khỏi LK P gồm nhiều chùm tia sáng đơn
sắc song song lệch theo các ph ơng khác nhau, khi qua TK
L
2
sẽ hội tụ và cho ảnh khác nhau trên kính ảnh F
Hình ảnh quang phổ của nguồn J.
p
L
L
1
L
2
J
S
F
S
2
S
1
C

* Chú ý : Nếu nguồn J là một nguồn sáng trắng thì
quang phổ thu đ ợc là một dải màu liên tục biến đổi từ
đỏ đến tím, gọi là quang phổ liên tục của ánh sáng
trắng.

2. Định nghĩa quang phổ liên tục:
Quang phổ liên tục là quang phổ gồm một dải
sáng có màu biến thiên liên tục từ đỏ đến tím.
Dải màu quang
phổ liên tục



1. Quang phổ vạch phát xạ.
a. Thí nghiệm:
M
á
y

q
u
a
n
g

p
h

ổ
Quang phổ
vạch phát xạ
của Na
Nếu thay đèn Natri bằng đèn hơi Hiđrô.
Quang phổ thu đ ợc có đặc điểm gì ?
Quang phổ vạch
phát xạ của H
2
Em có nhận xét gì về hình ảnh quang
phổ của ánh sáng phát ra từ đèn Na ?
Quang phổ của Na có một vạch sáng màu vàng
(thực ra là hai vạch sáng nằm rất gần nhau).
Quang phổ của H
2
gồm 4 vạch màu:
Đỏ, lam, chàm, tím.
Đ46 Quang phổ vạch
Đèn
Natri
Đèn
Hiđrô
Em có nhận xét gì về hình ảnh quang phổ của
ánh sáng phát ra từ đèn hơi Hiđrô?


.
b. Định nghĩa:
Quang phổ vạch phát xạ là quang
phổ bao gồm một hệ thống những vạch

màu riêng rẽ nằm trên một nền tối .
c. Nguồn phát:
Khí hoặc hơi ở áp suất thấp khi bị kích thích phát
sáng sẽ phát ra quang phổ vạch phát xạ.
L u ý : Kích thích cho chất khí phát sáng bằng cách đốt
nóng hoặc phóng tia lửa điện qua đám khí.
d. đặc điểm :
Các nguyên tố khác nhau sẽ cho quang phổ vạch
phát xạ khác nhau về số l ợng vạch, vị trí các vạch,
màu sắc các vạch và c ờng độ sáng các vạch.
Vậy quang phổ vạch phát xạ là gì?
Qua các thí nghiệm trên em hãy rút ra
đặc điểm của quang phổ vạch phát xạ ?
Nếu ta thay ngọn đèn Na hay H
2
bằng đèn hơi của
các nguyên tố khác thì ta cũng thu đ ợc quang phổ
vạch phát xạ của các nguyên tố đó.
Những nguồn sáng nào có thể phát ra
quang phổ vạch phát xạ ?


VD : Quang phổ vạch của :
+ Natri (Na) có vạch sáng kép màu vàng ứng với
= 0.5890àm và = 0.5896àm .

+ Hiđrô (H
2
) có 4 vạch:
H ( Vạch đỏ, = 0.6563 àm )

H ( Vạch lam, = 0.4861 àm )

H ( Vạch chàm, = 0.4340 àm )


H ( Vạch tím, = 0.4102 àm )
* Kết luận: Mỗi nguyên tố hoá học ở trạng thái khí
hay hơi nóng sáng d ới áp suất thấp cho một quang
phổ vạch riêng, đặc tr ng cho nguyên tố đó.
Na
H
2


e. ứng dụng:
Dùng quang phổ vạch phát xạ, xác định thành phần hoá
học, nồng độ các nguyên tố có trong hợp chất.

2. Quang phổ vạch hấp thụ.
a. Thí nghiệm:

Máy quang
phổ
Đèn dây
tóc nóng
sáng
Quang phổ
liên tục

Vạch đen ở đúng vị trí
vạch vàng trong quang
phổ phát xạ của natri.
Quang phổ
vạch hấp thụ
của Natri
Với những đặc điểm trên, quang phổ vạch phát xạ
đ ợc ứng dụng để xác định các thành phần hoá học
và nồng độ các nguyên tố trong hợp chất.
Một loại quang phổ vạch khác cũng do các chất khí hay
hơi nóng sáng sinh ra - Đó là quang phổ vạch hấp thụ.
Em hãy quan sát hình ảnh quang phổ khi đ a đèn hơi Na
nóng sáng vào chắn chùm sáng của đèn dây tóc nóng sáng ?
Đèn hơi
Natri nóng
sáng


L u ý: Nếu thay hơi Natri bằng hơi Kali thì trên
quang phổ liên tục xuất hiện những vạch tối ở
đúng chỗ những vạch màu của quang phổ phát
xạ của Kali (Quang phổ hấp thụ của Kali).
b. Định nghĩa:

Quang phổ vạch hấp thụ là hệ thống
Quang phổ vạch hấp thụ là hệ thống
những vạch tối nằm trên nền quang phổ liên
những vạch tối nằm trên nền quang phổ liên
tục.
tục.

Em hãy định nghĩa quang phổ vạch hấp thụ ?
Quang phổ của mặt trời ta thu đ ợc trên trái đất là
quang phổ gì ?
* Chú ý: Quang phổ của mặt trời ta thu đ ợc trên trái
đất là quang phổ vạch hấp thụ của khí quyển. Dù Mặt
trời vẫn là nguồn phát ra quang phổ liên tục, nh ng ánh
sáng từ mặt trời đi qua lớp khí quyển đến TĐ cho ta
quang phổ hấp thụ của khí quyển đó.
Nếu thay đèn hơi Na bằng đèn hơi Kali thì
sao? Hiện t ợng xẩy ra nh thế nào ?


c. Điều kiện để thu đ ợc quang phổ vạch hấp thụ:
Nhiệt độ của đám khí hay hơi hấp thụ phải thấp
hơn nhiệt độ của nguồn sáng phát ra quang phổ liên
tục.
d. Hiện t ợng đảo sắc vạch quang phổ:
* Thí nghiệm :
Điều kiện để thu đ ợc quang phổ vạch hấp thụ là gì?
Máy quang
phổ
Đèn dây
tóc nóng
sáng
Một hiện t ợng đặc biệt liên quan giữa quang phổ vạch
hấp thụ và quang phổ vạch phát xạ của cùng một
nguyên tố - Hiện t ợng đảo sắc vạch quang phổ.
Em hãy trình bày hiện t ợng em vừa quan sát đ ợc qua TN trên ?
Đèn hơi

Natri nóng
sáng
Đèn hơi
Natri nóng
sáng


* Hiện t ợng:
Trong thí nghiệm quang phổ vạch hấp thụ, nếu ta
tắt nguồn sáng trắng (J) Các vạch màu đen của
quang phổ vạch hấp thụ biến mất, và thấy xuất hiện
các vạch màu của quang phổ vạch phát xạ. Hiện t ợng
này gọi là hiện t ợng đảo sắc vạch quang phổ.
* Kết luận:
ở một nhiệt độ nhất 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.
e. ứng dụng:

Dùng quang phổ vạch hấp thụ để nhận biết sự có mặt
của nguyên tố đó trong các hỗn hợp hay hợp chất.
Với những đặc điểm trên, quang phổ vạch
hấp thụ có thể đ ợc ứng dụng để làm gì?
Qua đó em có kết luận gì về khả năng hấp thụ
và phát xạ ánh sáng của một nguyên tố?


3. Phép phân tích quang phổ và tiện lợi của phép
phân tích quang phổ.
a. Định nghĩa.

Phép phân tích thành phần cấu tạo của các
chất dựa vào việc nghiên cứu quang phổ gọi là
phép phân tích quang phổ.
b. Tiện lợi của phép phân tích quang phổ.
+ Trong phép phân tích quang phổ định tính: Nó đơn
giản hơn và cho kết quả nhanh hơn các phép phân
tích hoá học.
+ Trong phép phân tích quang phổ định l ợng: Nó rất
nhạy( có thể phát hiện nồng độ rất nhỏ, khoảng
0,002%).
+ Nhờ nó mà có thể biết đ ợc thành phần cấu tạo và nhiệt
độ của các vật ở rất xa (MTrời và các Sao).
Thế nào là phép phân tích quang phổ?
Phép phân tích quang phổ có những tiện lợi gì hơn so
với các phép phân tích hoá học?


Tóm tắt những kiến thức trọng tâm của bài
1. Quang phổ vạch phát xạ.
+ Định nghĩa: Là hệ thống các vạch màu trên nền tối.
+ Nguồn phát: Khí hay hơi ở áp suất thấp bị kích thích
phát sáng.
+ Đặc điểm: Các nguyên tố khác nhau thì quang phổ
vạch phát xạ khác nhau,(số vạch,vị trí, màu sắc,và
độ sáng vạch).
+ ứng dụng: Nhận biết thành phần hoá học, nồng độ
nguyên tố trong hợp chất.


2. Quang phổ vạch hấp thụ.

+ Định nghĩa: Là hệ thống các vạch tối trên nền
quang phổ liên tục.
+ Điều kiện: Nhiệt độ khí hay hơi thấp hơn nhiệt
độ nguồn sáng phát ra quang phổ liên tục.
+ Hiện t ợng đảo sắc vạch quang phổ: Khi tắt
nguồn sáng trắng, quang phổ vạch hấp thụ biến mất,
quang phổ vạch phát xạ xuất hiện.
+ ứng dụng: Nhân biết sự có mặt của các nguyên
tố trong hỗn hợp.
3. Phép phân tích quang phổ.
+ Định nghĩa: Là phép phân tích thành phần cấu
tạo của các chất dựa vào việc nghiên cứu quang phổ.
+ Những tiện lợi của phép phân tích quang phổ:
Đơn giản, nhanh, nhậy và Nghiên cứu đ ợc các vật ở
xa.