Bộ đơn sắc chọn một dải ánh sáng hẹp từ nguồn nhiều màu bằng cách nào?
Khám phá mở rộng – Vật lý 11
Bộ đơn sắc dùng phần tử tán sắc để đưa các bước sóng theo những hướng khác nhau, rồi đặt khe ra chỉ cho một dải hẹp đi tiếp. Với loại dùng cách tử, đổi góc cách tử có thể thay đổi dải được chọn.
Tách ra trước rồi chọn lấy một phần
Ánh sáng đi qua khe vào, được hệ gương hoặc thấu kính tổ chức thành chùm tới phần tử tán sắc. Cách tử có cấu trúc tuần hoàn làm các thành phần bước sóng phân bố theo những hướng phụ thuộc bước sóng và bậc nhiễu xạ.
Một phần tử quang tiếp theo đưa các hướng ấy tới những vị trí khác nhau ở vùng khe ra. Chỉ phần tới đúng vị trí khe mới được truyền sang đường đo kế tiếp.
Hình dung một dải màu được trải ra rồi chỉ mở một cửa hẹp ở một vị trí. Ví von này giúp thấy vai trò chọn lọc của khe; máy thật cần hình học quang chính xác chứ không đơn giản đặt tấm bìa trước một bức tranh cầu vồng.
Đổi màu được chọn mà không đổi nguồn
Khi quay cách tử theo quy luật, bước sóng được đưa tới khe ra thay đổi. Hệ có thể khảo sát tín hiệu của mẫu lần lượt theo các dải, dù nguồn ban đầu vẫn có nhiều thành phần phổ.
Đây là nhiệm vụ khác với một phổ kế ghi đồng thời nhiều bước sóng trên mảng thu. Tách ánh sáng để quan sát cả phổ và chọn một dải làm chùm đầu ra có thể dùng những phần tử tương tự nhưng trả lời hai nhu cầu khác nhau.
Khe hẹp luôn tốt hơn?
Khe hẹp có thể giúp giảm khoảng bước sóng truyền qua, nhưng cũng làm lượng ánh sáng được thu giảm. Nếu tín hiệu yếu đi quá nhiều, khả năng phân biệt dữ kiện với nhiễu có thể xấu đi.
Tên “đơn sắc” là cách gọi chức năng; chùm thực có bề rộng phổ hữu hạn. Ánh sáng lạc và các bậc nhiễu xạ khác còn cần được kiểm soát trong thiết kế.
Hiểu lầm: bộ đơn sắc biến mọi photon thành cùng một màu mới. Nó chủ yếu chọn phần ánh sáng phù hợp từ nguồn, không đổi tất cả bước sóng đầu vào.
Ghi nhớ: khe vào định hình, cách tử phân hướng, khe ra chọn dải; độ hẹp phổ phải cân bằng với lượng tín hiệu có thể đo.
Đọc thêm
- Vì sao máy quang phổ hấp thụ hai chùm cần một đường tham chiếu?
- Máy FTIR lấy phổ hồng ngoại từ một tín hiệu giao thoa ra sao?
- Máy quang phổ dùng lăng kính để tìm hiểu ánh sáng ra sao