Máy quang phổ là gì? Tìm hiểu nguyên lý hoạt động và ứng dụng

Chu Văn An

Máy quang phổ có khả năng phân tích một chùm ánh sáng thành nhiều thành phần đơn sắc khác nhau. Vậy máy quang phổ là gì? Máy có ứng dụng không và hoạt động như thế nào? Hãy cùng Trường Chu Văn An giải đáp chi tiết về loại máy này dưới đây nhé.

1. Máy quang phổ là gì?

Máy quang phổ còn được gọi là máy quang phổ. Đây là dụng cụ dùng để phân tích một chùm ánh sáng thành nhiều thành phần đơn sắc. Dựa vào yếu tố này, có thể xác định được trong bất kỳ nguồn sáng nào có những gì.

Có hai loại máy: máy thông thường và máy huỳnh quang. Thiết bị có tác dụng đáng chú ý như phân tích chất độc, chất không độc, phân tích thành phần vật chất… Vì vậy, máy quang phổ được sử dụng chủ yếu để nghiên cứu sinh học hoặc hóa học.

Vai trò của máy là phân tích chùm sáng thành nhiều thành phần đơn sắc

2. Cấu tạo của máy quang phổ

2.1. Buồng chụp ảnh

Photo Booth còn được gọi là buồng tối, kính ngắm. Đây là bộ phận mà người sử dụng máy đưa mắt quan sát hình ảnh quang phổ thu được.

2.2. Hệ thống phân tán

Hệ thống phân tán bao gồm 2 lăng kính. Tác dụng chính của bộ phận này là phân tán chùm sáng khi đi qua ống chuẩn trực.

2.3. Ống chuẩn trực

Ống chuẩn trực giúp chuyển đổi chùm ánh sáng thành chùm song song. Để làm được điều này, nhờ có kính hội tụ và khe F hẹp được bố trí bên trong.

Cấu trúc của máy quang phổ

3. Máy quang phổ hoạt động theo nguyên lý nào?

Hoạt động của máy quang phổ là sự phân tán ánh sáng qua lăng kính. Có sự khác biệt đáng kể về chiết suất giữa ánh sáng đơn sắc và môi trường trong suốt, gây ra hiện tượng tán sắc. Cụ thể:

• Đầu tiên, mẫu kim loại được kích thích từ nguồn phát quang khi được kẹp bởi điện cực và được bảo vệ bởi nguồn khí trơ. Mẫu sẽ được đốt cháy và tạo ra nguồn sáng trắng đi vào buồng quang học bên trong.
• Ánh sáng trắng được thu vào đầu dò sau khi đi qua cách tử. Tác dụng của cách tử là tạo thành ánh sáng đơn sắc khác nhau sau khi tách ánh sáng trắng. Cụ thể, mỗi ánh sáng đơn sắc sẽ tương đương với một cường độ ánh sáng nhất định và thành phần hoặc hàm lượng phần trăm có trong nguyên tố đó.
• Tiếp theo, Detector sẽ nhận chùm ánh sáng đơn sắc tại đầu dò và chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện áp. Chúng được gửi đến bảng điện tử để tính toán, phân tích và đưa ra kết quả.

Tìm hiểu nguyên lý hoạt động của máy quang phổ

>>>XEM THÊM: Máy quang phổ UV VIS

4. Ứng dụng của máy quang phổ

Máy quang phổ đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu, thí nghiệm và khảo sát. Cụ thể:

4.1. Lĩnh vực bảo vệ môi trường

Thông qua nguyên lý hoạt động, thiết bị hỗ trợ phân loại rác thải. Bất kỳ chất thải nào có thể tái chế sẽ được giữ lại để bảo vệ môi trường.

4.2. Ứng dụng trong nghiên cứu

Phát hiện thành phần độc hại khi nghi ngờ: Từ việc xác định thành phần trong nguyên liệu, mẫu nghi ngờ độc hại sẽ được phân tích. Đây là ứng dụng quan trọng giúp người quản lý chất lượng chủ động hơn trong quá trình sản xuất, nghiên cứu.

4.3. Lĩnh vực công nghệ thực phẩm

Máy quang phổ được sử dụng để phân tích hàm lượng các chất độc hại trong thực phẩm như thủy ngân. Đồng thời, thiết bị giúp kiểm soát chất lượng bao bì, đặc biệt là bao bì trong bao bì thực phẩm.

4.4. Khôi phục tác phẩm nghệ thuật

Bằng cách phân tích thành phần hóa học để xác định loại bột được sử dụng trong công việc đó. Điều này sẽ giúp khôi phục các tác phẩm nghệ thuật bị hư hỏng một cách hiệu quả.

4.5. Các ứng dụng khác

• Ứng dụng xác định hàm lượng thành phần trong nguyên liệu như: Viên nhựa, thuốc viên, thực phẩm…
• Phân tích thành phần của kim loại và hợp kim có kích thước nhỏ.

Máy quang phổ được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau

5. Cách sử dụng máy quang phổ đơn giản và chính xác

Máy quang phổ là thiết bị có cách sử dụng khá đơn giản giúp xác định chính xác thành phần muốn phân tích. Cách sử dụng như sau:

• Bước 1: Chuẩn bị máy quang phổ, mẫu đo và các dung dịch cần thiết. Cuvette cần phải được làm sạch kỹ lưỡng để đảm bảo sử dụng tối ưu.
• Bước 2: Khởi động các thiết bị bao gồm: Máy tính, máy in, máy quang phổ. Sau khi khởi động, bạn cần để máy tính ổn định trong vài phút trước khi vào phần mềm cài đặt sẵn trên máy tính.
• Bước 3: Tìm kiếm và nhấn vào biểu tượng phần mềm. Khi cửa sổ chính được hiển thị, hãy chuyển đến Phân tích định lượng và nhấp vào Bắt đầu. Vào phần Cài đặt đo rồi điền đầy đủ các thông số mà hệ thống yêu cầu như: Chế độ hiển thị, chế độ đo, Chế độ chính xác…

• Bước 4: Kiểm tra và điều chỉnh chế độ quét cho phù hợp với mục đích sử dụng và phân tích.
• Bước 5: Chờ máy đo và hiển thị kết quả.

Trường Chu Văn An đã giới thiệu chi tiết về máy quang phổ và nguyên lý hoạt động của thiết bị trong bài viết trên. Hy vọng bạn sẽ có thêm những thông tin hữu ích và biết cách áp dụng nó vào lĩnh vực mình theo đuổi.