Tìm hiểu về ánh sáng khả kiến pps

Tìm hiểu về ánh sáng khả kiến Ánh sáng khả kiến bao gồm chỉ một phần rất nhỏ của toàn bộ phổ bức xạ điện từ, nhưng nó chứa vùng tần số duy nhất mà các tế bào hình que và hình nón của mắt người phản ứng được. Bước sóng mà con người bình thường có thể nhìn thấy được nằm trong một vùng rất hẹp, khoảng chừng giữa 400 và 700 nanomét. Con người có thể quan sát và phản ứng lại sự kích thích tạo ra bởi ánh sáng khả kiến là do mắt người có những đầu dây thần kinh đặc biệt nhạy với vùng tần số này. Tuy nhiên, phần còn lại của phổ điện từ thì không nhìn thấy được. Có rấtnhiều nguồn phátra bức xạ điện từ, và người ta thườngphân loại theo phổ bước sóngmà các nguồn phát ra. Các sóng vô tuyến tương đối dài được tạo ra bởi dòng điện chạy trongcác ănten phát thanh truyền hình khổng lồ, còn sóng ánh sáng khả kiến ngắnhơn nhiều được tạo ra bởinhững xáo trộn trạng thái năng lượng của các electrontích điện âm bêntrong nguyêntử.Dạngngắn nhất của bức xạ điện từ, sónggamma,là kết quả của sự phân rã các thành phần hạt nhân ở tâm nguyêntử. Ánh sáng mà con người có thể nhìn thấy (hình1) thườnglà tập hợp nhiều bước sóngcó thành phần thay đổi tùytheo nguồn phát. Trongcuộc sốnghàngngày, chúngta bị “oanhtạc” dữ dội bởi phổ bức xạ điện từ, chỉ một phần nhỏ của nóchúng tamới thực sự “nhìn thấy” dưới dạngánh sáng khả kiến. Khi mạohiểm bước ra ngoàitrờithì một lượng khủngkhiếp ánh sáng khả kiến đậpvào người chúng ta đượcphát ratừ Mặt Trời;Mặt Trời cũng tạo ra nhiều tầnsố bức xạ khác khôngrơi vào vùng khả kiến. Còn khiở trong nhà, chúng ta lại tắm mìnhtrong ánh sángkhả kiến phát ra từ các nguồn sáng nhân tạo, chủ yếulà bóng đèn volfram nóng sáng vàđènhuỳnhquang. Ban đêm,ánh sángtự nhiên được tạo ra bởi cácthiên thể,như Mặt Trăng, các hànhtinh và các sao,ngoài racòncó cực quang địnhkì(ánh sángphương Bắc), và thỉnh thoảngcó sao chổi hoặc sao băng. Những nguồn sángtự nhiênkhác gồm có tiachớp, núi lửa, lửacháy rừng, cộng với một số nguồn phát sánghóa sinh(phát quangsinhhọc). Các nguồn sáng sinhhọc gồm có ánhchớp lập lòe củađom đóm quá đỗi quenthuộc, và lung linhhuyền ảo trênbiển có các loài phátquang sinh học như mộtsố vi khuẩn, tảo, trùng roi,sứa, và mộtsố loài cá. Bảng 1 liệt kê sự phân bố màu sắc rạch ròi đượcnhận ra bởi con người đối với một số dải bướcsóng hẹp trong phổ ánh sángkhả kiến. Việc liênhệ các màu nhất địnhvới vùng bướcsóng cho phép phânbiệt giữacác sắc thái, màu sắc và bóng tối. Cóthể nhiều sự phân bố phổ khác nhaucùng tạo ra cảm giác màu giống nhau (một hiệntượng được biết vớicái tên đồng phândị vị). Ví dụ, cảm giác màu vàng có thể gây rabởi một bước sóngánhsáng,chẳng hạn 590nm,hoặc cóthể là kết quả của việcnhìn hai lượngánh sáng bằng nhau có bước sóngriêng,ví dụ 580nmvà600nm. Cũngcó thể xemmàu vànglàmộtphân bố hẹp gồm toàn bộ các bướcsóng nằm giữa 580nmvà 600nm.Đối với hệ thị giác của con người,bước sóng giữ vaitrò đó chomọi màu sắc trong phổ khả kiến. Những nghiên cứu gần đây chothấy một số loài (nhấtlà chim chóc) có thể phân biệt giữa cácmàu nhận được giống như con người. Các nguồn nóng sáng Loài ngườibuổi đầu đã không có cácnguồn sáng chắc chắn suốt những đêm trường, nhưnghọ thỉnh thoảng có thể tìm thấyvà thu thập những thanhgỗ đang cháytừ những đống lửa trongbụi rậm và rồi giữ lửacháy rực trong mộttrại lửa trong một thờigian ngắn. Theo tri thứctiến bộ thì loài người đã phát hiện thấy tia lửa điện,và sau đó là lửa cóthể phát ra bằngcách cọ xát nhữngloại đá nhất định lên nhau(ví dụ như đá lửa và sắt pirit)hoặc bằng cách chà xát linhhoạt gỗ với gỗ. Một khiđã làm chủ được các kĩ thuật này, người ta cóthể tạo ra bất cứ khinào người ta muốn. Khi lửacháy, năng lượnghóa họcđượcgiải phóng dưới dạng nhiệt và ánh sáng.Nhiên liệu cháy, hoặc là cỏ, gỗ, dầu, hoặc làmột số chất dễ bắt lửakhác, phát ra chất khí bị đun nóngbởi nănglượnghóa học khổnglồ phátsinhtrong quá trình cháy, làm cho các nguyên tử trong chất khí rực lên hoặc nóngsáng. Các electron trong nguyên tử chất khí nhày lên mức năng lượng cao bởi kích thích nhiệt, và ánh sáng đượcgiải phóng dưới dạng photonkhi các electronrơi xuống trạngtháicơ bản của chúng. Màu củangọn lửa là một dấu hiệu của nhiệt độ và lượngnăng lượng đượcgiải phóng.Ngọn lửa màu vàng đụcthìlạnhhơn nhiều so với ngọn lửa màu xanhchói, nhưngthậm chí ngọn lửalạnh nhất thì vẫn còn rất nóng (chừng 350 độ C). Mặcdù nhựathuốc lá và giẻ ráchđược dùngđể tạo ranhữngbó đuốc sơ khai, nhưng bước tiến thiết thực đầu tiêntrong việc điều khiển lửachỉ xuất hiện khi đèn dầu đượcphát minh. Những ngọn đèn sơ khaiđã hơn 15.000 năm tuổi (hình2) được phát hiện, làm từ đá và maiđộng vật, chúngđốt cháy mỡ động vật và dầu thực vật. Trướckhiđèn khí đượcphátminh,có một nhu cầu khủngkhiếp về dầu độngvật. Nguồn cấpchủ yếu loạidầu này là mỡ động vật khaithác từ việc nấu sôi các mô chất béo lấy từ động vật biển, ví dụ như cávoivàhải cẩu. Đèn dầu saucùng tiến hóa thành nhữngngọn nến, chế tạo bằng cách đúc mỡ độngvật hoặc sáp ong đôngcứng,như minh họa trong hình2. Những ngọn nến buổi đầu phát ramộtchút khói,nhưng không sáng lắm. Cuối cùng,người taphát hiện thấy sáp parafin,khi đổ khuôn thích hợpvới một bấc vải dễ thấm, sinhra ngọn lửa tươngđốisáng mà khôngcó lượng khóiđángkể. Trongthế kỉ 19, việc thắp đèn khíthiên nhiên trở nên phổ biếnở nhiều đô thị chínhtại châu Âu, châu Á và Mĩ.Nhữngngọn đèn khí buổi đầu hoạt động bằng cách tạo ra một dòng khí cháy(một việc làm khá nguyhiểm), còncác mẫu đènsau này được lắp thêm măng sông, hoặcmộtmạng vảimịnđã qua xử lí hóahọc, chúng làm phân tánngọn lửa và phátra ánhsáng sánghơn nhiều. Các nhà hiển vihọc buổi đầu sử dụng nến,đèn dầu, vàánh sáng MặtTrời tự nhiênđể cungcấp sự chiếu sáng chocác hệ quang cụ tương đốithô trong kính hiển vi củahọ. Các nguồn sáng bansơ này chiếusáng khôngđều, khi lập lòe, khibùng phátrựcrỡ, và thường tiềmẩn mối nguyhiểm về lửa.Ngày nay,các bóngđèn nóng sáng cường độ cao đế bằng volfram lànguồn sáng chủ yếu dùng trongkính hiển vi hiện đạivà chiếm đa số trongcác hệ thống chiếu sáng giađình. Hình 3 biểu diễn các đườngcong phân bố phổ biểu thị năng lượngtương đối theo bướcsóng đốivới một vài nguồn khác nhau phát ra ánh sángtrắng(là sự pha trộn của tất cả hayđa số màutrong phổ khả kiến). Đườngcong màuđỏ biểudiễn năng lượngtương đốicủa ánhsáng đèn volfram trên toànbộ phổ khả kiến. Như đã được chỉ rõ tronghình,năng lượng ánhsáng đèn volframtăng khi bước sóng tăng. Kết quả nàyảnhhưởng đếnnhiệt độ màu trung bình của ánh sáng thu được, đặc biệt khiso sánh với nhiệt độ màutrung bình của ánh sángMặt Trời vàánhsáng huỳnh quang (đèn hơithủy ngân). Đường congphổ màu vàngmôtả sự phânbố ánh sáng khả kiến từ phổ ánhsáng Mặt Trời tự nhiên phản xạ bởi Mặt Trăng.Dưới những điều kiện bìnhthường, ánh sángMặt Trời chứa nhiều nănglượng nhất, nhưng đường cong minh họa trong hình3 đã được làmcho bình thườngvới phổ đèn volframđể tiệnsosánh. Đườngcong màu xanhđậm đặc trưng cho đèn hơi thủy ngân, và biểu hiện một vài chênh lệch đáng kể với phổ ánh sáng Mặt Trời tự nhiênvàđèn volfram.Một số cực đại năng lượngcó mặt trong phổ đèn hơi phóng điện xuất hiện là kết quả củatừng đường phổ chồng lên nhau phát sinhtừ hơi thủy ngân. Phổ ánh sáng khả kiếntạo ra bởi một diode phát quang (LED) phát ra ánh sáng trắng được biểu diễn bằng đườngcong màu xanh látrong hình3. Diode phát quanglà dụng cụ vốn dĩ đơn sắc, với màu sắc được xácđịnhbởidải khegiữa các chất liệu bán dẫn khác nhaudùngchế tạo nên diode.Diode phát sáng đỏ,xanhlá, vàng và xanh dương là phổ biến, và được sử dụng rộngrãilàm ánh sáng chỉ báo cho máy tính và các thiết bị điện tử tiêu dùng khác, như máy thu radio,máy thu truyền hình, máy hátđĩacompact, máy ghi đĩa, và máy hát đĩa kĩ thuật số. LED phát ánh sáng trắngđược chế tạotừ diode xanh galliumnitridebằngcách phủ ngoài chất bán dẫn lớp chất phôtpho, chấtnày phátra một phạmvi rộng bước sóngkhả kiếnkhi bị kích thích bởi ánh sáng phát ta từ diodexanh. Phổ laser, thu được từ laserdiode hoặc laserkhí, rất hẹp, thường bao gồmchỉ một hoặcvàiba bước sóng nhất định. Vídụ minhhọa tronghình3 (đường cong màuxanh lá mạ) làcho laser diodebán dẫn dòngđiện thấp có ích trong nhiều ứng dụng đadạng, như đọc mã vạch và kiểmtra dữ liệu đĩa quang. Nguồn sáng volfram thường được gọi là nóng sáng, vì chúngphát raánh sáng khibị đun nóng bởi năng lượngđiện. Dây tóccủa các bóng đèn hiện đại thường làm bằng volfram, mộtkim loại cóhiệu suất phát sáng tương đối hiệu quả khi bị đunnóng điện trở bằng dòng điện. Các đèn nóngsáng hiện đại có nguồn gốc từ đèn hồ quang carbon doHumphryDavy phát minh, chúng tạora ánh sáng bằng sự phóngđiện hồ quanggiữa haique than (hoặc các điện cực dây tóc) khi thiết đặt một hiệu điện thế giữa các điện cực. Rốt cuộc, đèn hồ quang carbonđã mangtới những chiếc đènđầu tiên sử dụng dây tóccarbon chứa trong một vỏ bao thủy tinh hàn kín. Dây tócvolfram, đượcsử dụng trước tiên vào năm1910 bởi William David Coolidge, bốc hơi chậm hơn nhiều so với sợi carbon có nguồn gốc cotton khi bị nungnóng trong chânkhôngcủa vỏ thủy tinh.Dây tóc hoạt độngnhư một điện trở đơn giản, và phátra một lượngđáng kể ánhsáng,ngoài năng lượngnhiệt phát sinh bởi dòng điện. Đèn volfram nóng sánglà vậtbức xạ nhiệt phát ra phổ ánh sáng liên tụctrải rộng từ khoảng 300nm, trongvùng tử ngoại, tới gần1400nm,trong vùnghồng ngoại.Cấu trúc,việc chế tạo và hoạt động của chúng rất đơngiản, và córấtnhiều chủng loại đènnày được dùng làmnguồn nóngsáng. Loại đèn tiêu biểu gồmmột bóng thủy tinhhàn kín (xemhình 4), bên trong chứa đầy mộtchất khí trơ,vàmột sợi dây tóc bằng volframhoạt độngmạnh mẽ khi có dòng điện đi qua. Bóngđèn tạo ra một lượng rất lớn ánh sáng và nhiệt, nhưng ánh sáng chỉ chiếmcó 5 đến 10% tổngnăng lượng mà chúng phát ra. Đèn volfram cóxuhướng kém tiện lợi,ví dụ như cường độ của nó giảm theo tuổi thọ và nólàm đenvỏ đựng bêntrong do volframbốc hơi chậm lắngtrở lại thủy tinh.Nhiệt độ màu và độ chói của đèn volframbiến thiên theo hiệu điệnthế áp dụng, nhưng giá trị trung bình cho nhiệt độ màu biến thiên trong khoảng từ 2200Kđến 3400K.Nhiệt độ bề mặt của dây tócvolfram lúc hoạt độngrất cao, thường trungbình khoảng2550độ C đối với mộtbóngđèn thương mại chuẩn 100 watt. Đôi khibên trong bóngđèn volfram chứa cácchất khí quý tộc như krypton hoặc xenon (chất khí trơ), chúng là một sự chọn lựa nhằm tạo ra chân không để bảo vệ dây tóc volfram nóng bỏng. Cácchất khínày làm tănghiệu suất của đèn nóngsángvì chúng làm giảm lượng volfram bốc hơi rồi lắng xuống bên trong bóng thủy tinhbao ngoài. Các đèn halogen,phiên bảnhiệu suất cao của đèn volfram nóng sáng, thường chứa một ít iode hoặc bromtrong chất khí bên trong để mang volfram bốc hơi quay trở lại dây tóc hiệuquả hơn nhiều so với những chiếc đènsử dụng chất khí khác.Đèn volfram-halogen,được pháttriển đầu tiên bởi côngty General Electronic vào nhữngnăm 1950dành cho việc thắpsáng các đầumút cánh máy bay phản lực siêu âm, cókhả năng tạo ra ánhsángrất đều trong suốtquãngtuổi thọ của đèn. Ngoài ra,đèn halogen nhỏ hơn vàhiệu suất caohơn so với đèn volframcó cường độ tươngứng.Tuổi thọ của một bóngđèn volfram-halogen có thể lên tới 10 năm, dưới nhữngđiềukiện lí tưởng nhất. Dây tóccủa đèn volfram-halogenthường là những sợi xoắn rất chặtgắn trong một vỏ bao thủy tinh borosilicate-halide(thườnggọi là thạch anh nấu chảy). Nhiệt độ cao lúchoạt động đã giớihạnviệc sử dụng bóng đèn volfram-halogencho các đèn chiếusáng trongnhà đượcthông hơi tốt có đế nhiệt hình cánh quạt để loại bớt lượng nhiệt khổng lồ phát sinhbởi nhữngbóng đèn này.Nhiều đèn thắp sáng trong nhà được trang bị là đèn volfram-halogen300 – 500 watt,và tạo ramột lượng lớn ánhsáng tràn ngập cănphòngtốt hơn nhiều các bảnsao volfram của chúng phát sáng yếuhơn. Khi ghép với ốngdẫn sáng sợiquang, bộ lọc hấpthụ hoặc bộ lọc lưỡng sắc, các đènvolfram-halogenchiếu sángtrong nhà mang lại cường độ rọicao cho nhiều ứng dụng hiển vi quanghọc đa dạng,nhưng điều bất tiện chủ yếu là chúng tạoramột lượnglớn ánh sáng hồngngoại dưới dạng bứcxạ nhiệt có thể dễ dàng làm suythoái mẫu vật nghiên cứu. Nguồn sáng huỳnh quang Có nhiều nguồn phátsáng khả kiến không nóng sángdùngcho việc thắp sáng trong nhà và ngoài đường, cũngnhư có những ứngdụng quantrọng trong kính hiển vi quang học. Đa số các nguồn sáng này hoạt động trêncơ sở phóng điện qua chất khí như thủyngân,hoặc các khítrơ neon, argon và xenon.Sự phát sinh ánh sáng khả kiến trong đèn phóngđiện khí dựa trênsự va chạm giữa các nguyên tử vàion trong chất khí với dòngđiệntruyền qua giữa mộtcặp điện cựcđặt ở hai đầu bóng đèn. Ống thủy tinh của đènhuỳnh quangthông thường được phủ một lớp phosphorở mặt bên trongvà ống chứa đầy hơi thủyngân ở áp suất rất thấp (xem hình 5). Dòng điện đượcthiết lập giữa các điện cực đặt ở hai đầu ống, tạo radòng electronchạy từ điệncực này tới điện cực kia.Khi các electrontrong dòngva chạm với các nguyên tử hơi thủy ngân,chúng kích thíchelectron trongcác nguyêntử này lên trạng thái năng lượngcao. Năng lượngnày đượcgiải phóng dưới dạng bức xạ tử ngoại khicác electron trong nguyên tử thủyngân rơitrở lại trạngthái cơ bản. Bức xạ tử ngoạisau đó tiếp thêm sinhlực cho lớpphosphor phủ bên trong,làm cho nó phát ra ánh sángtrắngrạng rỡ mà chúngta nhìn thấy từ đènhuỳnh quang. Đèn huỳnhquang có hiệu suấtphát ánh sángkhả kiến gấp khoảng 2 đến 4lần, tạo ra ít haophí nhiệt hơn, và có tuổi thọ gấp 10 đến 20 lần so vớicác đènnóngsáng. Một đặc trưngvôsong của nguồn sáng huỳnhquanglà chúng phát ra một loạt bước sóngthường tập trung trongnhữngdải hẹp gọi là phổ vạch. Kết quả là các nguồnsáng này không tạo ra phổ chiếu sáng liên tục đặctrưng củacác nguồn nóngsáng.Mộtví dụ tiêu biểucho nguồn phát ánh sáng khả kiếnkhông nóng sáng đơn bước sóng là đèn hơi natri thường dùng để chiếusángđường phố.Những bóng đèn loại này phátra ánhsáng màu vàng rất mạnh,vớihơn 95%ánh sáng phátxạ gồm ánh sáng 589nmvà hầunhư khôngcó bướcsóng nàokhác nữa.Có thể chế tạo các đèn phóng điện khí phát raphổ gần như liên tục, ngoài phổ vạch cố hữucủa các đènthuộc loại này. Giải pháp kĩ thuật phổ biến nhất là phủ lên bề mặt bên trong ống các hạt phosphor,chúngsẽ hấp thụ bứcxạ do dòng khí phát ravà biến đổi nó thành phổ ánh sángkhả kiếnrộng, trải từ lamtới đỏ. Dưới những điều kiện bình thường, đasố cá nhân khôngthể nào phânbiệt được sự khác biệtgiữa phổ vạch và phổ liên tục của các bước sóng.Tuynhiên,một số vật thể lại phản xạ màu sắc đặc biệt trongánhsángphát ra từ mộtnguồn không liên tục, nhất là dưới sự thắp sáng huỳnh quang.Đây là lí dovì sao mà vải vóc, cùng một số hàng hóa dễ bắt màu khác, treo trong cửa hàng thắp sáng bằng đèn huỳnh quanglại trông có màu hơi khác chút xíu sovớikhinhìn dướiánh sáng MặtTrời hoặc rọi sáng bằng đèn volframliên tục. Trongkĩ thuậthiểnvi nổi ánh sáng phản xạ, đặc biệt khi khảo sát các mẫu nghiệmnhạy nhiệt, đèn huỳnhquang thường dùng là bóngđèn volfram,dohiệu suất cao và công suất nhiệt thấp của chúng.Đèn huỳnh quang hiệnđạicó thể cấu hình cho ống thẳnghoặc đèn chiếu sáng vòng mangđến cho các nhà hiển vihọc ánh sáng cườngđộ mạnh, khuếch tán. Nguồnánhsángtrắngnhân tạo này cạnh tranh được với ánh sáng Mặt Trời (không cónhiệt đi kèm)ở nhiệt độ màu,và loại bỏ đặc tính bập bùngđiển hình của các ống huỳnhquang thương mại. So với đèn volfram,volfram-halogen,hoặc đènhồ quang, thì đènhuỳnh quangchiếu sáng kính hiển vi cóthể cho khoảngthời gianphục vụ chấtlượng cao tương đối lâu (khoảng7000 giờ). Là nguồnánhsáng khuếch tán, đèn huỳnhquang tạora trường rọi sáng đồng đềumà không cócácđiểm nóngkhó chịu, hoặc ánh chói.Kĩ thuật rọi sáng tia catôtlạnh mới hứahẹnsẽ là một nguồn sáng chuyên dụng dùng trong kĩ thuật hiển vi quang học, nhất là cho những sự kiện cóthời giansống ngắn được làm tăng thêmbằng sự kích thích huỳnh quang, và cho những ứngdụngmà nhiệt hao phí hoặc thời gian sưởiấm trongnguồn sáng cóthể làm cản trở mẫu vậthoặc việc quan sát. Một phương pháp thích hợp để chụp ảnh cácmẫuvật đangchuyển động, đặc biệt cóích trong kính hiển virọi sángyếu, là sử dụng các hệ thống flash chụpảnh điện tử. Các đơn vị flash điện tử hoạt động nhờ sự inhóa trong ốngthủy tinhchứa khí xenonđượcđiều khiển bởi sự phóng điện của tụ điện lớn.Xung điện thế cao, thời gian sống ngắn phát ratừ máybiến thế làmcho khí xenonion hóa, cho phép tụ phóngđiện qua chất khí lúcnày đã dẫn điện. Một sự bùng phátánhsáng rựcrỡ đột ngộtxuất hiện,sau khikhí xenon nhanhchóng rơi trở lại trạng thái khôngdẫn điện, và tụ điện nạp điện. Ống đènflash cho độ rọi 5500K trong sự bùng lêntức thời có thể ghinhận một lượngđáng kể chi tiết vật thể, thích hợpdùng trongkĩ thuật chụp ảnh,ghi hình kĩ thuật số, và chụpảnhhiển vi. Đèn phóngđiện hồ quang, bên trong chứa cácchất khí như hơi thủy ngân và xenon,thường được dùng làm nguồnrọi sáng cho một số dạng chuyên dụng của kính hiển vi huỳnh quang. Một đèn hồ quang tiêu biểu sáng gấp 10 đến 100 lần bản sao volframcủa nó,và có thể manglại sự rọi sáng đơnsắc rực rỡ khikết hợpvới các bộ lọc giao thoa lưỡng sắcphủ bên ngoài đặc biệt.Không giống như đèn volfram,đèn volfram-halogen, đèn hồ quangkhông có dây tóc, nhưnglại phụ thuộc vào sự ion hóa chất hơi, mặc dù sự phóngđiện hồ quangnăng lượng caogiữa hai điện cựcsinhra ánh sáng cường độ mạnh của chúng. Nói chung,đèn hồ quangcó thời gian sống trung bình100-200 giờ, và đa số các nguồn cung cấpngoài được trangbị mộtmáy bấm giờ cho phépcác nhà hiểnvi học giámsátbao nhiêu thời gian trôi qua. Đèn hồ quang thủy ngân (thườnggọi là mỏ đèn, xemđèn thủy ngân và xenonminhhọa trong hình 6)có công suất từ 50đến 200watt và thường gồm hai điện cực hànkín dưới ápsuất hơi thủy ngân cao bên trongống thủy tinh thạch anh. Đèn hồ quang thủy ngân và xenon không chocường độ rọi đồngđều trong toànbộ phổ bước sóng từ tử ngoại tới hồng ngoại. Phầnlớn sức mạnh của đèn hồ quangthủy ngân tiêu hao trongphổ tử ngoại gần và xanh lam,với đa số cực đại cường độ cao xuất hiện trong ngưỡng 300-450nm,trừ một vài cực đại có bước sóng caohơn nằm trong vùng phổ xanhlục. Trái lại, đèn hồ quang xenon có sản lượng rộnghơn và đồngđều hơn trong phổ khả kiến, và không biểu hiện các cực đại cường độ phổ rất caođặc trưng như đèn hồ quangthủy ngân. Tuynhiên, đèn xenon lại kém hiệu quả trong vùngtử ngoại, và tiêu hao một lượng lớnsức mạnh của chúngtrong vùng hồng ngoại, nên đòihỏi phải điều chỉnhcẩn thận vàphải loại trừ tìnhtrạng quá nhiệt nếusử dụng các đènnày. Thời kì sử dụng diodephát quanglàm nguồnchiếu sáng kĩ thuật bắt đầu vào thế kỉ 21, và diodelà phần bù lítưởng chosự hợp nhất công nghệ bán dẫn và hiển vi quanghọc. Sự tiêu thụ năng lượng tươngđối thấp (1đến 3 volt, 10 đến100 miliampe)và thờigianhoạt động lâu dài củadiode phát quangkhiến chonhững dụngcụ này trở thànhnguồn sáng hoàn hảo khichỉ yêu cầu cường độ chiếu ánh sáng trắng ở mức trungbình. Các kínhhiển vi nối với máy tính giaotiếp quacổng USB, hoặc đượccấp nguồn bằng pin,có thể sử dụng LEDlàm nguồn sáng bên trong nhỏ gọn,íttổn hao nhiệt,công suất thấp vàgiá thành rẻ, dùng choviệc quansát bằngmắt hoặc ghi ảnh kĩ thuật số. Một số kínhhiển vi dùngtrong họctập và nghiêncứuhiện đang diode phát ánh sáng trắng bên trong,cường độ cao làm nguồnsángsơ cấp. Diode phát quanghiện nay đã được kiểm tra và thươngmại hóa trongnhiều ứng dụngđa dạng, như làm tín hiệu giao thông, mật hiệu, đèn flash, vàđèn chiếu [...].. .sáng kiểu vòng gắn ngoài cho kính hiển vi Ánh sáng do đèn LED trắng phát ra có phổ nhiệt độ màu tương tự với đèn hơi thủy ngân, loại đèn thuộc danh mục chiếu sáng ban ngày Phổ phát xạ của đèn LED trắng được biểu diễn trong hình 3, cực đại phát tại 460nm là do ánh sáng xanh lam phát ra bởi diode bán dẫn gallium nitride, còn vùng phát sáng rộng cường độ cao nằm giữa 550 và 650nm là do ánh sáng thứ... bước sóng tạo ra ánh sáng “trắng” có nhiệt độ màu tương đối cao, là vùng bước sóng thích hợp cho việc chụp ảnh và quan sát ở kính hiển vi quang học Nguồn sáng laser Một nguồn phát ánh sáng khả kiến nữa đang có tầm quan trọng ngày càng cao trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, đó là laser Laser là tên viết tắt từ Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation (Khuếch đại ánh sáng bằng sự... đóng vai trò là nguồn chiếu sáng chủ yếu của chúng ta ở ngoài trời, còn thường thì chúng ta sử dụng đèn huỳnh quang và đèn volfram để thắp sáng trong nhà và vào ban đêm Như đã nói ở phần trên, ba nguồn sáng cơ bản này có tính chất và đặc trưng phổ khác nhau, nhưng cường độ cực đại của chúng đều rơi vào vùng ánh sáng khả kiến Não người tự động điều chỉnh trước các nguồn sáng khác nhau, và chúng ta cảm... bức) Một trong những đặc điểm vô song của laser là chúng phát ra chùm ánh sáng liên tục gồm một bước sóng riêng biệt (hoặc đôi khi là một vài bước sóng), cùng pha, đồng nhất, gọi là ánh sáng kết hợp Bước sóng ánh sáng do laser phát ra phụ thuộc vào loại chất cấu tạo nên laser là tinh thể, diode hay chất khí Laser được sản xuất đa dạng về hình dạng và kích thước, từ những chiếc laser diode bé xíu đủ nhỏ... laser trong kính hiển vi quang học cũng ngày càng trở nên quan trọng, vừa là nguồn sáng duy nhất, vừa là nguồn sáng kết hợp với các nguồn sáng huỳnh quang và/hoặc nguồn nóng sáng Mặc dù giá thành tương đối cao, nhưng laser cũng tìm thấy ứng dụng rộng rãi trong kĩ thuật huỳnh quang, chiếu sáng đơn sắc, và trong các lĩnh vực đang phát triển nhanh chóng như kĩ thuật quét laser đồng tiêu, phản xạ nội toàn... nguồn sáng trong nhiều ứng dụng, từ các đầu đọc đĩa compact cho tới các thiết bị đo đạc và dụng cụ phẫu thuật Ánh sáng đỏ quen thuộc của laser helium-neon (thường viết tắt là He-Ne) được dùng để quét mã vạch hàng hóa, nhưng cũng đóng vai trò quan trọng trong nhiều hệ thống hiển vi quét laser đồng tiêu Ứng dụng laser trong kính hiển vi quang học cũng ngày càng trở nên quan trọng, vừa là nguồn sáng duy... vi gồm giá thành thêm vào cho nguồn sáng, sự rủi ro gây thiệt hại đắt tiền, làm tăng giá thành liên đới với thấu kính và gương phủ ngoài, phá hủy mẫu vật, và có thể làm hỏng võng mạc của nhà hiển vi học nếu như quy trình bào vệ và kĩ thuật điều khiển bị xem nhẹ Tóm lại, mặc dù có nhiều nguồn chiếu sáng đa dạng hiện có sẵn, nhưng chúng ta thường chỉ sử dụng vài nguồn sáng trong cuộc sống hàng ngày Vào... bình thấp và chu kì công suất ngắn Là nguồn sáng được ưa chuộng hơn dùng cho kính hiển vi nhân quang, laser xung đắt hơn nhiều và khó hoạt động hơn so với các laser nhỏ, làm nguội bằng không khí dùng trong kính hiển vi đồng tiêu Công nghệ laser mới gồm các diode laser nền bán dẫn và laser gắn trên chip, làm giảm kích thước và yêu cầu công suất đối với nguồn sáng Diode laser, ví dụ như neodymium:yttrium... vào vùng ánh sáng khả kiến Não người tự động điều chỉnh trước các nguồn sáng khác nhau, và chúng ta cảm nhận được màu sắc của đa số các vật xung quanh mình khi chúng được nhìn dưới những điều kiện chiếu sáng khác nhau . Tìm hiểu về ánh sáng khả kiến Ánh sáng khả kiến bao gồm chỉ một phần rất nhỏ của toàn bộ phổ bức xạ điện từ, nhưng nó. bình của ánh sáng thu được, đặc biệt khiso sánh với nhiệt độ màutrung bình của ánh sángMặt Trời vàánhsáng huỳnh quang (đèn hơithủy ngân). Đường congphổ màu vàngmôtả sự phânbố ánh sáng khả kiến từ. vào vùng khả kiến. Còn khiở trong nhà, chúng ta lại tắm mìnhtrong ánh sángkhả kiến phát ra từ các nguồn sáng nhân tạo, chủ yếulà bóng đèn volfram nóng sáng vàđènhuỳnhquang. Ban đêm ,ánh sángtự nhiên