Quang phổ là gì? Máy quang phổ là gì? Máy quang phổ hoạt động theo nguyên lý nào? Cách sử dụng máy quang phổ ra sao? Để trả lời được các câu hỏi này, các bạn hãy cùng LabVIETCHEM theo dõi nội dung bài viết dưới đây nhé.
Quang phổ là gì?
Quang phổ là một dải màu giống như sắc cầu vồng hứng được trên màn ảnh khi có hiện tượng tán sắc ánh sáng và nó được các nhà khoa học nghiên cứu ứng dụng khi chia ánh sáng thu được bằng lăng kính hoặc lưới nhiễu xạ thành các màu khác nhau của nó hoặc bước sóng.
Máy quang phổ là gì?
- Máy quang phổ là thiết bị phân tích chùm sáng có nhiều thành phần thành những thành phần đơn sắc khác nhau. Từ đó, người nghiên cứu có thể quan sát và xác định các thành phần có trong một nguồn sáng.
- Máy quang phổ được sử dụng chủ yếu hiện nay là máy tia huỳnh quang X. Ngoài ra còn có máy đo sáng quang phổ, máy quang phổ UV – VIS,…
- Máy quang phổ tia huỳnh quang X giúp phân tích thành phần nguyên tố có trong vật liệu, phân chia các chất độc và chất không độc,….và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành hóa học, nghiên cứu sinh học,…
Hoạt động của máy quang phổ huỳnh quang tia X
Các thành phần cấu tạo nên máy quang phổ
Máy quang phổ có các bộ phận chính sau:
- Ổng chuẩn trực: Nhờ thấu kính hội tụ của ống chuẩn trực mà chùm sáng bị biến đổi khi đi vào khe hẹp F thành chùm tia song song.
- Hệ tán sắc: Gồm 2 lăng kính với tác dụng làm tán sắc chùm ánh sáng sau khi nó đi ra khỏi ống chuẩn trực.
- Buồng ảnh: Ngoài tên gọi buồng ảnh, nó còn được biết đến với các cái tên khác là ống ngắm hoặc buồng tối. Đây là nơi để người dùng đặt mắt vào quan sát quang phổ hoặc để thu được ảnh quang phổ của nguồn sáng cần nghiên cứu.
Các thành phần chính của máy quang phổ
Máy quang phổ là dụng cụ dùng để làm gì?
- Xác định hàm lượng thành phần có trong vật chất
Máy quang phổ giúp xác định chính xác hàm lượng các thành phần có trong vật chất, hỗ trợ đắc lực cho các ngành nghiên cứu, khảo sát.
- Phát hiện và hỗ trợ việc loại bỏ các thành phần độc hại
Thông qua việc xác định hàm lượng các thành phần có trong mẫu mà người nghiên cứu sẽ phát hiện được những thành phần độc hại. Từ đó hỗ trợ các nhà quản lý chất lượng có thể loại bỏ chúng dễ dàng hơn.
- Kiểm tra chất lượng của bao bì đóng gói thực phẩm.
- Được sử dụng để phân tích nhanh các mảnh kim loại nhỏ, các hợp kim,….
Nguyên lý hoạt động của máy quang phổ
Máy quang phổ hoạt động theo nguyên lý hiện tượng tán sắc ánh sáng và bộ phận chính thực hiện nhiệm vụ này chính là lăng kính. Hiện tượng tán sắc xảy ra do chiết suất của một môi trường trong suốt đối với các ánh sáng đơn sắc khác nhau thì sẽ khác nhau và nó phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng.
Nguyên lý hoạt động của máy quang phổ
Cụ thể như sau:
- Khi mẫu kim loại cần phân tích sẽ được kẹp giữa 2 điện cực và bị kích thích bởi nguồn phát quang dưới nguồn khí trơ bảo vệ. Điều này sẽ khiến mẫu bị đốt cháy và tạo ra nguồn ánh sáng trắng. Ánh sáng trắng này sẽ được chuyển vào buồng quang học của hệ thống máy quang phổ phát xạ.
- Sau khi đi vào buồng quang học, ánh sáng trắng này sẽ đến cách tử và thu nhận ở đầu dò. Cách tử này có tác dụng tách ánh sáng trắng thành các ánh sáng đơn sắc khác nhau và mỗi ánh sáng đơn sắc này sẽ đặc trưng cho một nguyên tố nhất định và cường độ ánh sáng được hiểu tương đương với hàm lượng % nguyên tố có trong mẫu đó.
- Chùm sáng đơn sắc được thu nhận tại đầu dò được gọi là detector. Detector sẽ tiếp nhận và biến đổi năng lượng ánh sáng này thành mức năng lượng điện áp. Nguồn năng lượng này tiếp tục được đưa vào trong bo mạch điện tử để thu thập dữ liệu, tính toán và đưa ra kết quả phân tích cuối cùng.
Cách sử dụng máy đo quang phổ đúng kỹ thuật
Hệ thống phân tích quang phổ
Bước 1: Chuẩn bị mẫu đo và các dung dịch cần thiết cho phép đo. Lưu ý đảm bảo cuvet đã được rửa sạch, không bám bẩn.
Bước 2: Khởi động máy quang phổ, máy tính, máy in và chờ khoảng một phút để máy quang phổ ổn định, sau đó vào phần mềm đã được cài trên máy tính.
Bước 3: Nhấp đúp chuột trái vào biểu tượng phần mềm và nhấn vào nút Start ở mục Quantative Analyse. Phần mềm sẽ hiện ra mục Measuring Settings để bạn điền các thông số như chế độ đo, chế độ hiển thị và chế độ correct của quá trình phân tích vào đó.
Bước 4: Điều chỉnh các chế độ quét phổ/quét định lượng sao cho phù hợp với công việc của mình.
Trên đây là một số thông tin về máy quang phổ mà LabVIETCHEM muốn chia sẻ đến bạn đọc. Hy vọng qua những thông tin này, các bạn đã biết được máy quang phổ là gì và cách sử dụng máy quang phổ đúng kỹ thuật.
Ngoài ra, nếu bạn nào đang có nhu cầu tìm mua máy quang phổ thì có thể liên hệ trực tiếp với chúng tôi theo số HOTLINE 1900 2639 hoặc truy cập website labvietchem.com.vn để tìm hiểu chi tiết hơn về các loại máy quang phổ đang được cung cấp tại LabVIETCHEM.
Xem thêm:
Lời giải và đáp án chính xác nhất cho câu hỏi trắc nghiệm: “Ống chuẩn trực trong máy quang phổ có tác dụng”kèm kiến thức tham khảo là tài liệu trắc nghiệm môn Vật lý 12 hay và hữu ích do Top lời giảitổng hợp và biên soạn dành cho các bạn học sinh ôn luyện tốt hơn.
Trắc nghiệm: Ống chuẩn trực trong máy quang phổ có tác dụng
A. Tạo ra chùm tia sáng song song.
B. Tập trung ánh sáng chiếu vào lăng kính.
C. Tăng cường độ sáng.
D. Tán sắc ánh sáng.
Trả lời:
Đáp án đúng:A. Tạo ra chùm tia sáng song song.
Ống chuẩn trực trong máy quang phổ có tác dụngtạo ra chùm tia sáng song song.
Kiến thức tham khảo về máy quang phổ
1.Máy quang phổ là gì?
Máy quang phổlà các thiết bị hoạt động dựa trên phân tích quang phổ của ánh sáng, nhằm thu được các thông tin về thành phần, tính chất hay trạng thái của những khối vật chất liên quan đến chùm ánh sáng đó. Phân tích quang phổ là phương pháp hàng đầu trong hóa phân tích.
Thông thường thìmáy quang phổxác định phân bố cường độ ánh sáng theo bước sóng của ánh sáng do khối vật chất nào đó tự phát ra, hoặc phản xạ hay truyền qua nó. Những khối vật chất khác nhau có đặc tính phát quang hay hấp thụ ánh sáng với các bước sóng, hay mức năng lượng của photon, xác định. Chúng thường được gọi là cácvạch quang phổ. Đo cường độ ánh sáng ở các bước sóng đặc trưng này cho phép xác định tỷ lệ , hàm lượng của chất tương ứng trong mẫu vật cần nghiên cứu.
Chức năng: Là dụng cụ dùng để phân tích một chùm ánh sáng phức tạp thành những thành phần đơn sắc.
Nguyên tắc hoạt động: Dựa vào hiện tượng tán sắc ánh sáng.
2. Cấu tạo máy quang phổ
Một máy quang phổ bao gồm những bộ phận chính sau:
-Ống chuẩn trực: Đây là bộ phận đảm nhiệm vai trò biến chùm sáng đi vào khe hẹp F thành chùm tia song song dựa vào thấu kính hội tụ
-Hệ tán sắc: Bao gồm hai lăng kính có tác dụng làm tán sắc chùm sáng vừa ra khỏi ống chuẩn trực.
-Buồng ảnh hay ống ngắm hoặc buồng tối: Là nơi để đặt mắt quan sát các quang phổ hoặc để thu ảnh quang phổ của nguồn sáng cần nghiên cứu.
+Là một hộp kín, gồm TKHT L2, tấm phim ảnh K [hoặc kính ảnh] đặt ở mặt phẳng tiêucủa L2.
+Hứng ảnh của các thành phần đơn sắc khi qua lăng kính P: Vạch quang phổ.
+Tập hợp các vạch quang phổ chụp được làm thành quang phổ của nguồn F.
3. 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 làkhông 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.
- Ứng dụng:
Xác định được nhiệt độ của các vật ở xa như các vì sao, thiên hà… bằng việc nghiên cứu quang phổ liên tục do chúng phát ra.
b. Quang phổ vạch phát xạ
- Khái niệm:
Hệ thống những vạch màuriêng biệt nằm trên mộtnền tối.
- Nguồn và điều kiện phát sinh:
Chất khí hay hơi ở áp suấtthấp bị kích thích phát sáng.
- Đặc điểm:
Quang phổ vạch của nhữngnguyên tố khác nhau thìkhác nhau về số lượng, vịtrí, màu sắc, độ sáng tỉ đốicủa các vạch.
- Ứng dụng:
Nhận biết sự có mặt của cácnguyên tố trong hỗn hợphay hợp chất.
c. Quang phổ hấp thụ
- Định nghĩa: Hệ thống các vạch tối hoặc "đám" vạch tối trên nền Quang phổ liên tục.
- Cách tạo - Điều kiện phát sinh:
+ Ánh sáng trắng từ nguồn phát Quang phổ liên tục đi qua đám khí [hơi] hoặc dung dịch…→ một số bức xạ đơn sắc trong ánh sáng trắng bị khí [hơi] hoặc dung dịch…hấp thụ→ tạo ra các vạch tối hoặc đám vạch tối.
- Đặc điểm:
+ Các chất rắn, lỏng và khí đều cho quang phổ hấp thụ.
+ Quang phổ hấp thụ của chất khí chỉ chứa các vạch hấp thụ. Quang phổ của chất lỏng và chất rắn chứa các “đám” gồm cách vạch hấp thụ nối tiếp nhau một cách liên tục.
4. Ứng dụng của quang phổ
- Một trong những ứng dụng phổ biến nhất của máy quang phổ là để xác định nồng độ mẫu lỏng. Thử nghiệm khai thác Định luật Beer, đó là đường dự báo mối quan hệ giữa độ hấp thụ của mẫu lỏng và nồng độ phân tích [giả sử tất cả các tham số thực nghiệm không thay đổi].
- Trong thực tế, một loạt các mẫu chuẩn được chuẩn bị. Một mẫu chuẩn là một mẫu mà nồng độ phân tích được biết một cách chính xác. Phổ hấp thụ của các mẫu chuẩn đã đo lường và được dùng làm đường cong hiệu chỉnh, mà trong trường hợp này là một đồ thị của độ hấp thụ và nồng độ. Các điểm trên đường cong hiệu chỉnh nên cân chỉnh thẳng hàng.
- Các mẫu lỏng chưa biết được phân tích sau đó. Phổ hấp thụ của chất chưa biết được giao với đường cong hiệu chỉnh để xác định nồng độ. Các dữ liệu thu được từ các tiêu chuẩn được sử dụng để vẽ đường thẳng. Độ dốc và các giao điểm của những đường này cung cấp một mối quan hệ giữa hấp thụ và nồng độ: A = slope c + intercept.