Vạch quang phổ

phải|nhỏ|320x320px| Các đường cho thấy sự hấp thụ không khí, dưới sự chiếu sáng gián tiếp, với nguồn sáng trực tiếp không nhìn thấy được, do đó khí không trực tiếp giữa nguồn và máy dò.  Ở đây, các đường Fraunhofer trong ánh sáng mặt trời và sự tán xạ Rayleigh của ánh sáng mặt trời này là "nguồn".  Đây là quang phổ của một bầu trời xanh gần với đường chân trời, chỉ về hướng đông khoảng 3 hoặc 4  chiều (tức là mặt trời hướng về phía tây) vào một ngày đẹp trời. 

Các vạch quang phổ là các vạch tối hoặc sáng trong một quang phổ liên tục và đồng dạng, do sự phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng trong một dải tần hẹp, so với các tần số lân cận. Quang phổ chứa các vạch quang phổ được gọi là quang phổ vạch.

Các loại vạch phổ
phải|nhỏ|478x478px|Quang phổ liên tục của đèn sợi đốt (giữa) và các vạch phổ rời rạc của đèn huỳnh quang (phía dưới)
Các vạch quang phổ là kết quả của sự tương tác giữa một hệ lượng tử (thường là các nguyên tử, nhưng đôi khi là các phân tử hoặc hạt nhân nguyên tử) và một photon đơn lẻ.  Khi một photon có đúng lượng năng lượng để cho phép một sự thay đổi trong trạng thái năng lượng của hệ thống (trong trường hợp của một nguyên tử này thường là một electron làm thay đổi quỹ đạo), các photon được hấp thụ. Sau đó, nó sẽ truyền lại một cách tự nhiên, ở cùng tần số với nguyên bản hoặc theo tầng, trong đó tổng năng lượng của các photon phát ra sẽ bằng năng lượng của năng lượng được hấp thụ (giả sử hệ thống trở về trạng thái ban đầu).

Một vạch quang phổ có thể được quan sát là vạch phát xạ hoặc vạch hấp thụ. Loại nào được quan sát đều phụ thuộc vào loại vật liệu và nhiệt độ của nó so với nguồn phát xạ khác. Một vạch hấp thụ được tạo ra khi các photon từ nguồn phổ rộng, nóng đi qua vật liệu lạnh.  Cường độ ánh sáng, trên một dải tần số hẹp, bị giảm do sự hấp thụ của vật liệu và phát xạ lại theo các hướng ngẫu nhiên.  Ngược lại, một vạch phát xạ sáng được tạo ra khi các photon từ vật liệu nóng được phát hiện với sự có mặt của phổ rộng từ nguồn lạnh. Cường độ ánh sáng, trên một dải tần số hẹp tăng lên do sự phát xạ của vật liệu.

Các vạch quang phổ có tính đặc hiệu nguyên tử cao và có thể được sử dụng để xác định thành phần hóa học của bất kỳ môi trường nào có khả năng cho ánh sáng đi qua nó.  Một số nguyên tố được phát hiện bằng các quang phổ trung gian, bao gồm heli, thali và cesi. Các vạch quang phổ cũng phụ thuộc vào các điều kiện vật lý của chất khí, vì vậy chúng được sử dụng rộng rãi để xác định thành phần hóa học của các ngôi sao và các thiên thể khác không thể phân tích bằng các phương tiện khác, cũng như các điều kiện và tính chất vật lý của chúng.

Các cơ chế khác ngoài tương tác nguyên tử – photon có thể tạo ra các vạch quang phổ.  Tùy thuộc vào tương tác vật lý chính xác (với các phân tử, các hạt đơn lẻ, v.v.), tần số của các photon có liên quan sẽ rất khác nhau và các vạch đó có thể được quan sát trên phổ điện từ, từ sóng vô tuyến đến tia gamma.
 Đường quang phổ của các nguyên tố hóa học 

 Ánh sáng nhìn thấy được 
Đối với mỗi phần tử, bảng dưới đây cho thấy các vạch quang phổ hiển thị trong phổ nhìn thấy được, từ khoảng 400 nm-700 nm. 

Vạch quang phổ của các nguyên tố hóa họcNguyên tốZKý hiệuVạch quang phổHydro1H250x250pxHeli2He250x250pxLithi3Li250x250pxBeryli4Be250x250pxBo5B250x250pxCarbon6C250x250pxNitơ7N250x250pxOxy8O250x250pxFlo9F250x250pxNeon10Ne250x250pxNatri11Na250x250pxMagnesi12Mg250x250pxNhôm13Al250x250pxSilic14Si250x250pxPhốt pho15P250x250pxLưu huỳnh16S250x250pxChlor17Cl250x250pxArgon18Ar250x250pxKali19K250x250pxCalci20Ca250x250pxScandi21Sc250x250pxTitan22Ti250x250pxVanadi23V250x250pxChromi24Cr250x250pxMangan25Mn250x250pxSắt26Fe250x250pxCoban27Co250x250pxNickel28Ni250x250pxĐồng29Cu250x250pxKẽm30Zn250x250pxGalli31Ga250x250pxGermani32Ge250x250pxArsenic33As250x250pxSeleni34Se250x250pxBrom35Br250x250pxKrypton36Kr250x250pxRubidi37Rb250x250pxStronti38Sr250x250pxYttri39Y250x250pxZirconi40Zr250x250pxNiobi41Nb250x250pxMolypden42Mo250x250pxTechneti43Tc250x250pxRutheni44Ru250x250pxRhodi45Rh250x250pxPalladi46Pd250x250pxBạc47Ag250x250pxCadmi48Cd250x250pxIndi49In250x250pxThiếc50Sn250x250pxAntimon51Sb250x250pxTeluri52Te250x250pxIod53I250x250pxXenon54Xe250x250pxCaesi55Cs250x250pxBari56Ba250x250pxLanthan57La250x250pxCeri58Ce250x250pxPraseodymi59Pr250x250pxNeodymi60Nd250x250pxPromethi61Pm250x250pxSamari62Sm250x250pxEuropi63Eu250x250pxGadolini64Gd250x250pxTerbi65Tb250x250pxDysprosi66Dy250x250pxHolmi67Ho250x250pxErbi68Er250x250pxThuli69Tm250x250pxYtterbi70Yb250x250pxLuteti71Lu250x250pxHafni72Hf250x250pxTantal73Ta250x250pxVolfram74W250x250pxRheni75Re250x250pxOsmi76Os250x250pxIridi77Ir250x250pxBạch kim78Pt250x250pxVàng79Au250x250pxThủy ngân80HgThalli81Tl250x250pxChì82Pb250x250pxBismuth83Bi250x250pxPoloni84Po250x250pxRadon86Rn250x250pxRadi88Ra250x250pxActini89Ac250x250pxThori90Th250x250pxProtactini91Pa250x250pxUrani92U250x250pxNeptuni93Np250x250pxPlutoni94Pu250x250pxAmerici95Am250x250pxCuri96Cm250x250pxBerkeli97Bk250x250pxCaliforni98Cf250x250pxEinsteini99Es250x250px

 Bước sóng khác 
"Các vạch quang phổ" thường ngụ ý rằng người ta đang nói về các vạch có bước sóng rơi vào phạm vi của phổ nhìn thấy được.  Tuy nhiên, cũng có nhiều vạch quang phổ xuất hiện ở bước sóng ngoài phạm vi này.  Ở bước sóng ngắn hơn nhiều của tia X, chúng được gọi là tia X đặc trưng. Các tần số khác cũng có các vạch phổ nguyên tử, chẳng hạn như dãy Lyman, nằm trong dải cực tím. 
Chú thích

Thể loại:Phổ học