CÁC PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO
ĐỘ NHẠY CỦA PHÉP PHÂN TÍCH
BẰNG QUANG PHỔ PHÁT XẠ
NGUYÊN TỬ
Thái Ngọc Ánh
∗
Mục lục
1 Mở đầu 2
2 Giới hạn của tiểu luận 3
3 Phương pháp nâng cao độ nhạy bằng chất phụ gia 3
4 Phương pháp nâng cao độ nhạy bằng điện trường, từ trường
ngoài 4
4.1 Phương pháp nâng cao độ nhạy bằng điện trường ngoài . . . . . 4
4.2 Phương pháp nâng cao độ nhạy bằng từ trường ngoài . . . . . . 5
5 Phương pháp quang phổ phát xạ cộng hưởng 5
6 Kết luận 7
∗
Khoa Vật lý - ĐHKH Huế
1
Tóm tắt. Trong tiểu luận này tôi cố gắng trình bày nguyên tắc của các phương
pháp nâng cao độ nhạy của phép phân tích bằng quang phổ phát xạ nguyên tử.
Đó là các phương pháp đưa vào nguồn các chất phụ gia, tác dụng lên nguồn
một từ trường hoặc một điện trường bên ngoài, phương pháp phổ phát xạ cộng
hưởng.
1 Mở đầu
Chúng ta biết rằng trong phương pháp phổ phát xạ nguyên tử (AES) ta
cần phải có các nguồn kích thích đốt nóng mẩu vật và kích thích nguyên tử
lên các trạng thái năng lượng cao. Thông thường quá trình này thực hiện bằng
cách đốt nóng mẫu vật đến hàng nghìn độ C mà ở đó các mẫu vật chỉ tồn tại
dưới dạng hoá hơi. Do vậy nguồn sáng quang phổ là yếu tố quan trọng của
phương pháp này.

hoặc dùng phương pháp phát xạ cộng hưởng.
Vì các lý do trên, tôi mạnh dạn chọn đề tài :”Các phương pháp nâng
cao độ nhạy của phép phân tích bằng quang phổ phát xạ nguyên tử”
2
làm vấn đề nghiên cứu cho môn học.
Do thời gian nghiên cứu còn ngắn nên bài viết không tránh khỏi các sai
sót, kính mong sự góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn đọc để cho bài viết
hoàn thiện hơn.
2 Giới hạn của tiểu luận
Do thời gian nghiên cứu ít do đó trong tiểu luận này tôi cố gắng trình bày
một cách rõ ràng, cụ thể Phương pháp nâng cao độ nhạy bằng điện trường
bên ngoài và từ trường bên ngoài, còn các phương pháp khác tôi chỉ giới thiệu
nguyên lý và không trình bày một cách cụ thể.
3 Phương pháp nâng cao độ nhạy bằng chất
phụ gia
Chúng ta nhận thấy rằng các nguồn quang phổ dùng khí đốt. Trong nguồn
này người ta dùng ngọn lửa cháy bởi các chất khí đốt. Nhiệt độ tối đa của các
nguồn này vào khoảng tối đa là 3000
0
C đó là nguồn hỗn hợp khí acetylence
và oxi. Với nhiệt độ này ta không thể nghiên cứu được toàn bộ các nguyên tố
trong bảng tuần hoàn Menđêlêep.
Để nghiên cứu được hầu hết các nguyên tố ta phải nghĩ tới việc nâng cao
nhiệt độ của nguồn và sự ổn định của nguồn. Ngày nay, người ta đã nghĩ ra là
cải tiến nguồn bằng cách pha thêm vào nguồn một số chất phụ gia (các chất
chảy có thế ion hoá cao). Với cách này người ta có thể đưa nhiệt độ của nguồn
quang phổ lên đến cở 4000
0
C.
Tuy nhiên, với nguồn quang phổ dùng khí đốt thì nhiệt độ của nguồn

trường thì nó chịu tác dụng của lực điện trường
−→
F
d
= q
−→
E
Trong đó,
−→
E là cường độ điện trường, q là điện tích của hạt mang điện. Nếu
q > 0 thì
−→
F và
−→
E cùng phương cùng chiều, còn nếu q < 0 thì
−→
F và
−→
E cùng
phương ngược chiều.
Do vậy, hạt mang điện được gia tốc trong điện trường với gia tốc, trong
đó m là khối lượng của hạt mang điện.
−→
a =
−→
F
d
m
=
q

=
mv
eB sin α
,
với
α
là góc giữa
−→
v
và
−→
B
Nếu α =
π
2
thì hạt mang điện chuyển động theo quỷ đạo tròn, còn nếu α = 0
thì không ảnh hưởng gì cả vì không có lực tác dụng lên hạt mang điện, còn
khi α = 0,
π
2
thì hạt chuyển động theo đường xôlênôít như đã nó ở trên. Đó là
lí do quan trọng mà chúng ta quan tâm vì những lý do sau đây:
Thứ nhất: Ta biết rằng, trong hồ quang điện, điện tử là hạt có chức năng
ion hoá và chuyển động của nó xác định dạng của hồ quang. Vì vậy khi hạt
chuyển động theo đường xôlênôít thì độ ổn định hướng theo trục ống là rất cao
(tương tự như viên đạn đi xoáy theo đường khương tuyến trong nồng súng).
Điều này có nghĩa là, trong ngọn lửa hồ quang chuyển động tập hợp của các
hạt mang điện (các ion, các điện tử) khi có tác dụng của từ trường sẽ trở nên
ổn định hơn. Nói một cách khác khi có từ trường tham gia vào nguồn sáng thì
nguồn hồ quang sẽ cháy được ổn định hơn.

hυ = E
2
− E
1
Như vậy nếu chúng ta kết hợp một nguồn sáng phổ bất kì với một nguồn kích
thích năng lượng thì hiệu quả sẽ cao hơn.
Để nâng cao độ nhạy, độ ổn định cũng như độ chính xác của phương pháp
quang phổ phát xạ nguyên tử người ta còn sử dụng các ngọn lửa, các nguồn
đốt cải tiến hơn đó là các nguồn được tạo ra bởi tia laser, hay là plasma tia
laser, các nguồn này được đốt nóng bằng sóng siêu cao tầng,
Trong các nguồn người ta dùng thêm các nguồn năng lượng kích thích
khác, kết hợp với kích thích nhiệt. Các nguồn năng lượng này có thể là nguồn
sáng siêu âm cao tầng, hoặc nguồn sáng laser. Các nguồn sáng bổ sung này
cung cấp thêm năng lượng sao cho quá trình kích thích các nguyên tử của các
nguyên tố cần phân tích đạt đến trạng thái cộng hưởng.
Như vậy, khi các nguồn sáng quang phổ dùng bằng khí đốt hay hồ quang,
hay nguồn plasma. Nếu kết hợp thêm các nguồn kích thích khác thì nhiệt độ
của nguồn sẽ tăng lên, khi các nguyên tử của các nguyên tố cần phân tích đạt
đến trạng thái cộng hưỡng thì chúng sẽ phát xạ cộng hưởng do đó phổ ta thu
được có cường độ lớn và như vậy về nguên tác ta đã nâng cao được độ nhạy
và độ ổn định của nguồn quang phổ.
6
6 Kết luận
Phương pháp phân tích quang phổ phát xạ nguyên tử sẽ tiến hành một
cách có hiệu quả, chính xác hơn nếu như chúng ta có các nguồn sáng quang
phổ ổn định và có nhiệt độ cao. Ngày nay, ngoài việc người ta cố gắng nghiên
cứu để đưa ra các nguồn có nhiệt độ và độ ổn định cao thì người ta cũng
cố gắng đưa ra các phương pháp nâng cao độ nhạy của phép phân tích bằng
quang phổ.
Các kết quả đạt được của tiểu luận: