Vạch quang phổ

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
(đổi hướng từ Quang phổ vạch)
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm
Quang phổ liên tục
Các đường cho thấy sự hấp thụ không khí, dưới sự chiếu sáng gián tiếp, với nguồn sáng trực tiếp không nhìn thấy được, do đó khí không trực tiếp giữa nguồn và máy dò. Ở đây, các đường Fraunhofer trong ánh sáng mặt trời và sự tán xạ Rayleigh của ánh sáng mặt trời này là "nguồn". Đây là quang phổ của một bầu trời xanh gần với đường chân trời, chỉ về hướng đông khoảng 3 hoặc 4  chiều (tức là mặt trời hướng về phía tây) vào một ngày đẹp trời.

Các vạch quang phổ là các vạch tối hoặc sáng trong một quang phổ liên tục và đồng dạng, do sự phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng trong một dải tần hẹp, so với các tần số lân cận. Quang phổ chứa các vạch quang phổ được gọi là quang phổ vạch.


Các loại vạch phổ[sửa | sửa mã nguồn]

Quang phổ liên tục của đèn sợi đốt (giữa) và các vạch phổ rời rạc của đèn huỳnh quang (phía dưới)

Các vạch quang phổ là kết quả của sự tương tác giữa một hệ lượng tử (thường là các nguyên tử , nhưng đôi khi là các phân tử hoặc hạt nhân nguyên tử ) và một photon đơn lẻ. Khi một photon có đúng lượng năng lượng để cho phép một sự thay đổi trong trạng thái năng lượng của hệ thống (trong trường hợp của một nguyên tử này thường là một electron làm thay đổi quỹ đạo ), các photon được hấp thụ. Sau đó, nó sẽ truyền lại một cách tự nhiên, ở cùng tần số với nguyên bản hoặc theo tầng, trong đó tổng năng lượng của các photon phát ra sẽ bằng năng lượng của năng lượng được hấp thụ (giả sử hệ thống trở về ban đầu tiểu bang).

Một vạch quang phổ có thể được quan sát là vạch phát xạ hoặc vạch hấp thụ . Loại nào được quan sát đều phụ thuộc vào loại vật liệu và nhiệt độ của nó so với nguồn phát xạ khác. Một vạch hấp thụ được tạo ra khi các photon từ nguồn phổ rộng, nóng đi qua vật liệu lạnh. Cường độ ánh sáng, trên một dải tần số hẹp, bị giảm do sự hấp thụ của vật liệu và phát xạ lại theo các hướng ngẫu nhiên. Ngược lại, một vạch phát xạ sáng được tạo ra khi các photon từ vật liệu nóng được phát hiện với sự có mặt của phổ rộng từ nguồn lạnh. Cường độ ánh sáng, trên một dải tần số hẹp tăng lên do sự phát xạ của vật liệu.

Các vạch quang phổ có tính đặc hiệu nguyên tử cao và có thể được sử dụng để xác định thành phần hóa học của bất kỳ môi trường nào có khả năng cho ánh sáng đi qua nó. Một số nguyên tố được phát hiện bằng các quang phổ trung gian, bao gồm helium , thalliumcaesium . Các vạch quang phổ cũng phụ thuộc vào các điều kiện vật lý của chất khí, vì vậy chúng được sử dụng rộng rãi để xác định thành phần hóa học của các ngôi sao và các thiên thể khác không thể phân tích bằng các phương tiện khác, cũng như các điều kiện và tính chất vật lý của chúng.

Các cơ chế khác ngoài tương tác nguyên tử-photon có thể tạo ra các vạch quang phổ. Tùy thuộc vào tương tác vật lý chính xác (với các phân tử, các hạt đơn lẻ, v.v.), tần số của các photon có liên quan sẽ rất khác nhau và các vạch đó có thể được quan sát trên phổ điện từ , từ sóng vô tuyến đến tia gamma .

Đường quang phổ của các nguyên tố hóa học[sửa | sửa mã nguồn]

Ánh sáng nhìn thấy được[sửa | sửa mã nguồn]

Đối với mỗi phần tử, bảng dưới đây cho thấy các vạch quang phổ hiển thị trong phổ nhìn thấy được , từ khoảng 400nm-700nm.

Vạch quang phổ của các nguyên tố hóa học
Nguyên tố Z Ký hiệu Vạch quang phổ
hydrogen 1 H Hydrogen spectrum visible.png
helium 2 He Helium spectrum visible.png
lithium 3 Li Lithium spectrum visible.png
beryllium 4 Be Beryllium spectrum visible.png
boron 5 B Boron spectrum visible.png
carbon 6 C Carbon spectrum visible.png
nitrogen 7 N Nitrogen spectrum visible.png
oxygen 8 O Oxygen spectrum visible.png
fluorine 9 F Fluorine spectrum visible.png
neon 10 Ne Neon spectrum visible.png
sodium 11 Na Sodium spectrum visible.png
magnesium 12 Mg Magnesium spectrum visible.png
aluminium 13 Al Aluminium spectrum visible.png
silicon 14 Si Silicon spectrum visible.png
phosphorus 15 P Phosphorus spectrum visible.png
sulfur 16 S Sulfur spectrum visible.png
chlorine 17 Cl Chlorine spectrum visible.png
argon 18 Ar Argon spectrum visible.png
potassium 19 K Potassium spectrum visible.png
calcium 20 Ca Calcium spectrum visible.png
scandium 21 Sc Scandium spectrum visible.png
titanium 22 Ti Titanium spectrum visible.png
vanadium 23 V Vanadium spectrum visible.png
chromium 24 Cr Chromium spectrum visible.png
manganese 25 Mn Manganese spectrum visible.png
iron 26 Fe Iron spectrum visible.png
cobalt 27 Co Cobalt spectrum visible.png
nickel 28 Ni Nickel spectrum visible.png
copper 29 Cu Copper spectrum visible.png
zinc 30 Zn Zinc spectrum visible.png
gallium 31 Ga Gallium spectrum visible.png
germanium 32 Ge Germanium spectrum visible.png
arsenic 33 As Arsenic spectrum visible.png
selenium 34 Se Selenium spectrum visible.png
bromine 35 Br Bromine spectrum visible.png
krypton 36 Kr Krypton spectrum visible.png
rubidium 37 Rb Rubidium spectrum visible.png
strontium 38 Sr Strontium spectrum visible.png
yttrium 39 Y Yttrium spectrum visible.png
zirconium 40 Zr Zirconium spectrum visible.png
niobium 41 Nb Niobium spectrum visible.png
molybdenum 42 Mo Molybdenum spectrum visible.png
technetium 43 Tc Technetium spectrum visible.png
ruthenium 44 Ru Ruthenium spectrum visible.png
rhodium 45 Rh Rhodium spectrum visible.png
palladium 46 Pd Palladium spectrum visible.png
silver 47 Ag Silver spectrum visible.png
cadmium 48 Cd Cadmium spectrum visible.png
indium 49 In Indium spectrum visible.png
tin 50 Sn Tin spectrum visible.png
antimony 51 Sb Antimony spectrum visible.png
tellurium 52 Te Tellurium spectrum visible.png
iodine 53 I Iodine spectrum visible.png
xenon 54 Xe Xenon spectrum visible.png
caesium 55 Cs Caesium spectrum visible.png
barium 56 Ba Barium spectrum visible.png
lanthanum 57 La Lanthanum spectrum visible.png
cerium 58 Ce Cerium spectrum visible.png
praseodymium 59 Pr Praseodymium spectrum visible.png
neodymium 60 Nd Neodymium spectrum visible.png
promethium 61 Pm Promethium spectrum visible.png
samarium 62 Sm Samarium spectrum visible.png
europium 63 Eu Europium spectrum visible.png
gadolinium 64 Gd Gadolinium spectrum visible.png
terbium 65 Tb Terbium spectrum visible.png
dysprosium 66 Dy Dysprosium spectrum visible.png
holmium 67 Ho Holmium spectrum visible.png
erbium 68 Er Erbium spectrum visible.png
thulium 69 Tm Thulium spectrum visible.png
ytterbium 70 Yb Ytterbium spectrum visible.png
lutetium 71 Lu Lutetium spectrum visible.png
hafnium 72 Hf Hafnium spectrum visible.png
tantalum 73 Ta Tantalum spectrum visible.png
tungsten 74 W Tungsten spectrum visible.png
rhenium 75 Re Rhenium spectrum visible.png
osmium 76 Os Osmium spectrum visible.png
iridium 77 Ir Iridium spectrum visible.png
platinum 78 Pt Platinum spectrum visible.png
gold 79 Au Gold spectrum visible.png
mercury 80 Hg Mercury spectrum visible.png
thallium 81 Tl Thallium spectrum visible.png
lead 82 Pb Lead spectrum visible.png
bismuth 83 Bi Bismuth spectrum visible.png
polonium 84 Po Polonium spectrum visible.png
radon 86 Rn Radon spectrum visible.png
radium 88 Ra Radium spectrum visible.png
actinium 89 Ac Actinium spectrum visible.png
thorium 90 Th Thorium spectrum visible.png
protactinium 91 Pa Protactinium spectrum visible.png
uranium 92 U Uranium spectrum visible.png
neptunium 93 Np Neptunium spectrum visible.png
plutonium 94 Pu Plutonium spectrum visible.png
americium 95 Am Americium spectrum visible.png
curium 96 Cm Curium spectrum visible.png
berkelium 97 Bk Berkelium spectrum visible.png
californium 98 Cf Californium spectrum visible.png
einsteinium 99 Es Einsteinium spectrum visible.png

Bước sóng khác[sửa | sửa mã nguồn]

"Các vạch quang phổ" thường ngụ ý rằng người ta đang nói về các vạch có bước sóng rơi vào phạm vi của phổ nhìn thấy được. Tuy nhiên, cũng có nhiều vạch quang phổ xuất hiện ở bước sóng ngoài phạm vi này. Ở bước sóng ngắn hơn nhiều của tia X, chúng được gọi là tia X đặc trưng . Các tần số khác cũng có các vạch phổ nguyên tử, chẳng hạn như dãy Lyman , nằm trong dải cực tím .

Chú thích[sửa | sửa mã nguồn]