Lịch sử phổ học

Ánh Lưu trữ 2020-09-29 tại Wayback Machine sáng tách thành quang phổ bằng cách khúc xạ qua lăng kính thủy tinh. Các góc phân tán màu sắc được phóng đại để dễ hình dung.

Lịch sử của quang phổ học được tính từ thế kỷ 17. Các phát minh mới xuất hiện trong quang học, đặc biệt là lăng kính, cho phép quan sát ánh sáng mặt trời một cách có hệ thống. Isaac Newton lần đầu tiên áp dụng từ phổ để mô tả cầu vồng màu sắc kết hợp với nhau để tạo thành ánh sáng trắng. Vào đầu những năm 1800, Joseph von Fraunhofer đã tiến hành các thí nghiệm với máy quang phổ phân tán giúp cho phép quang phổ trở thành một kỹ thuật khoa học định lượng và chính xác hơn. Kể từ đó, quang phổ đã phát huy và tiếp tục đóng một vai trò quan trọng trong hóa học, vật lý và thiên văn học. Fraunhofer đã quan sát và đo các vạch tối trong quang phổ của Mặt trời,^[1] hiện tại chúng mang tên ông mặc dù một số trong số chúng đã được Wollaston quan sát trước đó.^[2]

Nguồn gốc và phát triển thử nghiệm

Người La Mã đã quen thuộc với khả năng tạo ra màu sắc cầu vồng của lăng kính.^[3][4] Newton theo truyền thống được coi là người sáng lập ra quang phổ, nhưng ông không phải là người đầu tiên của khoa học nghiên cứu và báo cáo về quang phổ mặt trời. Các công trình của Athanasius Kircher (1646), Jan Marek Marci (1648), Robert Boyle (1664), và Francesco Maria Grimaldi (1665), có trước các thí nghiệm quang học của Newton (1666–1672).^[5] Newton đã công bố các thí nghiệm và giải thích lý thuyết của ông về sự phân tán ánh sáng trong Opticks của mình. Các thí nghiệm của ông đã chứng minh rằng ánh sáng trắng có thể được phân tách thành các màu thành phần bằng lăng kính và các thành phần này có thể được kết hợp lại để tạo ra ánh sáng trắng. Ông đã chứng minh rằng lăng kính không truyền hoặc tạo ra màu sắc mà là phân tách các phần cấu thành của ánh sáng trắng.^[6] Lý thuyết ánh sáng của Newton dần dần được lý thuyết sóng kế tục. Mãi đến thế kỷ 19, phép đo định lượng ánh sáng phân tán mới được công nhận và tiêu chuẩn hóa. Cũng như nhiều thí nghiệm quang phổ sau đó, nguồn ánh sáng trắng của Newton bao gồm ngọn lửa và các ngôi sao, bao gồm cả Mặt trời. Các nghiên cứu tiếp theo về bản chất của ánh sáng bao gồm các nghiên cứu của Hooke,^[7] Huygens,^[8] Young.^[9][10] Các thí nghiệm tiếp theo với lăng kính đã cung cấp những dấu hiệu đầu tiên cho thấy quang phổ được kết hợp duy nhất với các thành phần hóa học. Các nhà khoa học đã quan sát thấy sự phát ra các kiểu màu khác biệt khi cho muối vào ngọn lửa cồn.^[11][12]

Tham khảo

1. Fraunhofer, J. (1817). “Bestimmung des Brechungs- und des Farbenzerstreuungs-Vermögens verschiedener Glasarten, in Bezug auf die Vervollkommnung achromatischer Fernröhre”. Annalen der Physik. 56 (7): 264–313. Bibcode:1817AnP....56..264F. doi:10.1002/andp.18170560706.
2. Wollaston, W. H. (1802). “A method of examining refractive and dispersive powers, by prismatic reflection”. Philos. Trans. R. Soc. 92: 365–380. doi:10.1098/rstl.1802.0014.
3. See:
4. Brand, John C. D. (1995). Lines of Light: The Sources of Dispersive Spectroscopy, 1800 - 1930. Gordon and Breach Publishers. tr. 57. ISBN 978-2884491624.
5. Burns, Thorburn (1987). “Aspects of the development of colorimetric analysis and quantitative molecular spectroscopy in the ultraviolet-visible region”. Trong Burgess, C.; Mielenz, K. D. (biên tập). Advances in Standards and Methodology in Spectrophotometry. Burlington: Elsevier Science. tr. 1. ISBN 9780444599056.
6. “The Era of Classical Spectroscopy”. Truy cập ngày 24 tháng 11 năm 2012.
7. Hooke, Robert (1665). Micrographia: or some physiological descriptions of minute bodies made by magnifying glasses with observations and inquiries thereupon…. tr. 47.
8. Huygens, Christiaan (1690). Traité de la lumière. Leyden (xuất bản 1962).
9. “II. The Bakerian Lecture. On the theory of light and colours”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. The Royal Society. 92: 12–48. 1802. doi:10.1098/rstl.1802.0004. ISSN 0261-0523.
10. Thomas Young (1855). “On the Theory of Light and Colours”. Trong George Peacock (biên tập). Miscellaneous works of the late Thomas Young Volume 1. London. tr. 140.
11. Brand, p. 58
12. Melvill, Thomas (1756). “Observations on light and colours”. Essays and Observations, Physical and Literary. Read Before a Society in Edinburgh, …. 2: 12–90. ; see pp. 33–36.