Nguyên lý, cấu tạo máy đo quang phổ UV-VIS, lăng kính, hồng ngoại

Máy quang phổ là thiết bị thường gặp trong trường học, phòng thí nghiệm, các ngành công nghiệp, môi trường, dược phẩm,... Bài viết dưới đây chúng ta cùng đi tìm hiểu về máy quang phổ là gì? Phân loại và top 3 loại máy đo quang phổ nên dùng trong năm 2022. 

Khái niệm máy quang phổ?

Đây là thiết bị khoa học kỹ thuật dùng để phân tích chùm sáng có nhiều thành phần màu sắc thành các đơn sắc khác nhau. Nói cách khác, máy được sử dụng để phân tích, quan sát và xác định các thành phần màu sắc của một chùm sáng.

Máy quang phổ lăng kính

Nguyên lý máy đo quang phổ UV - VIS

Nguyên lý máy đo quang phổ khá đơn giản, đó là do hiện tượng phản xạ ánh sáng, nguồn sáng tới ánh sáng trắng bao gồm các tia sáng đơn sắc với những bước sóng khác nhau từ đỏ đến tìm chiều vào vật thể cần quan sát. Sau đó, những tia sáng sẽ phản xạ lại mắt là tia sáng có màu nào thì chúng ta sẽ nhìn thấy màu sắc như thế. 

Nguyên lý hoạt động của máy đo quang phổ

Phân loại máy đo quang phổ

Dựa vào đặc điểm của dải màu sắc quan sát được sau khi tiến hành phân tích, quang phổ được chia thành các loại:

1. Máy quang phổ lăng kính

Máy quang phổ là dụng cụ dùng để phân tích một chùm sáng phức tạp thành các thành phần đơn sắc khác nhau, gồm 3 bộ phận chính:

• Ống chuẩn trực của máy quang phổ có công dụng biến chùm ánh sáng đi vào khe hẹp F thành chùm tia song song nhờ một thấu kính hội tụ.
• Hệ tán sắc gồm một hoặc hai lăng kính có tác dụng làm tán sắc chùm ánh sáng vừa ra khỏi ống chuẩn trực.
• Ống ngắm hoặc buồng tối (buồng ảnh) là nơi ta đặt mắt vào để quan sát quang phổ phân tích được của nguồn sáng hoặc để thu ảnh quang phổ của nguồn sáng cần nghiên cứu.

Hoạt động của máy quang phổ lăng kính:

• Chiếu vào khe F của ống chuẩn trực một chùm ánh sáng phát ra từ ngồn sáng.
• Ánh sáng phát ra từ nguồn sáng sẽ được thấu kính hội tụ trong ống chuẩn trực biến thành chùm tia song song.
• Khi chùm sáng song song đi vào lăng kính thì chúng bị tách ra thành các chùm sáng đơn sắc song song lệch theo 2 phương khác nhau.
• Quang phổ của nguồn sáng sẽ thu được ở buồng tối.

2. Quang phổ liên tục

Hình ảnh thể hiện quang phổ liên tục

• Định nghĩa: Quang phổ liên tục là một dải sáng gồm các vạch màu biến đổi liên tục từ đỏ đến tím nằm sát nhau.
• Nguồn phát sinh: quang phổ liên tục là quang phổ thu được qua việc phân tích các vật phát ra ánh sáng trắng như các vật rắn, chất lỏng, chất khí, hay hơi có tỉ khối lớn khi bị nung nóng.
• Đặc điểm:

- Chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, không phụ thuộc vào thành phần cấu tạo của nguồn sáng.

- Tại mỗi mức nhiệt độ xác định, nguồn sáng sẽ phát ra các bức xạ có buớc sóng liên tục trên một dải tương ứng. Khi nhiệt độ càng cao, quang phổ liên tục càng mở rộng về phía bước sóng ngắn.

- Nếu quang phổ liên tục nằm ngoài vùng bước sóng nhìn thấy của mắt thì ta thấy vật vẫn tối.

• Ứng dụng: Xác định nhiệt độ của vật sáng, đặc biệt là các vật ở xa như mặt trời, sao, hồ quang, lò cao,...

3. Quang phổ vạch phát xạ

• Định nghĩa: quang phổ vạch phát xạ là hệ thống những vạch màu riêng biệt nằm trên một nền tối.
• Nguồn phát sinh: quang phổ vạch phát xạ thu được qua máy quang phổ khi phân tích chất khí bay hơi hoặc kim loại (nóng chảy, bay hơi ) ở áp suất thấp bị kích thích phát sáng (nung nóng, phóng tia lửa điện,...)
• Đặc điểm: chỉ phụ thuộc vào bản chất của nguyên tố, những nguyên tố khác nhau sẽ cho quang phổ vạch phát xạ khác nhau về số lượng, vị trí, màu sắc và độ sáng của các vạch.
• Ứng dụng: xác định thành phần hóa học của các vật thể, phát hiện các nguyên tố mới,...

Các loại quang phổ

4. Quang phổ vạch hấp thụ

• Định nghĩa: quang phổ vạch hấp thụ gồm những vạch tối trên một nền quang phổ liên tục.
• Nguồn phát sinh: quang phổ vạch hấp thụ thu được qua máy quang phổ khi phân tích một chất khí hoặc hơi nung nóng khi đặt chúng trong trường bức xạ của một nguồn sáng phát ra quang phổ kiên tục có nhiệt độ lớn hơn.
• Đặc điểm: đặc trưng cho mỗi nguyên tố, các vạch tối xuất hiện đúng vị trí các vạch màu của quang phổ vạch phát xạ của chất hơi đó.
• Ứng dụng: Xác định thành phần của hợp chất, ví dụ mặt trời, các vì sao,...

Một số loại máy đo quang phổ được dùng phổ biến hiện nay

1. Máy quang phổ UV - VIS 

Máy đo quang phổ UV - VIS hãng xuất xứ Macy - Bắc Kinh Trung Quốc là dòng sản phẩm được ưa chuộng dùng để phân tích định lượng những chất có hàm lượng nhỏ như phân tích các hợp chất hữu cơ, các ion kim loại trong nền mẫu khác nhau. Đây là loại thiết bị thí nghiệm sử dụng trong phân tích môi trường, trong y học, nông nghiệp và những ngành đòi hỏi độ chính xác cao.

Hình ảnh máy đo màu quang phổ VIS V-1500PC Macylab

Một số loại máy phổ biến như:

- Máy đo quang phổ UV-VIs UV1500PC

- Máy quang phổ Macy UV-1100 UV/VIS

- Máy đo màu quang phổ Macy UV-1200 UV/VIS

- Máy quang phổ Macy UV-1700 UV/VIS

2. Máy quang phổ khả kiến 722N Genius

3. Máy quang phổ đa chỉ tiêu Iris HI801

Nên mua máy đo quang phổ ở đâu?