Số sóng là gì?
Số sóng là số chu kỳ dao động của sóng trên một đơn vị chiều dài, trong quang phổ học thường được biểu diễn bằng nghịch đảo centimet (cm⁻¹). Nói đơn giản, nó chính là nghịch đảo của bước sóng tính theo centimet. Số sóng rất được ưa chuộng trong quang phổ hồng ngoại (IR) và Raman vì nó tỉ lệ thuận trực tiếp với năng lượng và tần số của photon, giúp việc so sánh các đặc trưng phổ trở nên dễ dàng hơn nhiều.
Cách sử dụng công cụ này
Bạn hãy nhập bước sóng của ánh sáng hoặc bức xạ cần tính, rồi chọn đơn vị tương ứng (nanomet, micromet, milimet, centimet hoặc mét). Công cụ sẽ tự động đổi bước sóng về đơn vị centimet trước, sau đó lấy nghịch đảo để cho ra số sóng theo cm⁻¹. Bên cạnh đó, công cụ còn hiển thị bước sóng quy đổi sang centimet và nanomet để bạn tiện tham khảo.
Giải thích công thức
Mối quan hệ cốt lõi là \(\tilde{\nu} = 1 / \lambda(\text{cm})\). Vì \(1\ \text{cm} = 10^{7}\ \text{nm}\), nên trong các phép tính cho vùng khả kiến/UV ta có cách tính nhanh:
$$\tilde{\nu}\ (\text{cm}^{-1}) = \frac{1}{\text{Wavelength (nm)} \times 10^{-7}}$$Để quy đổi mọi giá trị nhập vào về centimet: \(1\ \text{nm} = 10^{-7}\ \text{cm}\), \(1\ \text{µm} = 10^{-4}\ \text{cm}\), \(1\ \text{mm} = 0{,}1\ \text{cm}\) và \(1\ \text{m} = 100\ \text{cm}\).
Ví dụ minh họa
Xét ánh sáng màu lục có bước sóng 500 nm. Đổi sang cm: \(500 \times 10^{-7} = 5 \times 10^{-5}\ \text{cm}\). Số sóng tương ứng là
$$\tilde{\nu} = \frac{1}{5 \times 10^{-5}} = 20{.}000\ \text{cm}^{-1}$$Áp dụng cách tính nhanh: \(10^{7} / 500 = 20{.}000\ \text{cm}^{-1}\) — cho ra cùng một kết quả.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao dùng cm⁻¹ thay vì tần số? Số sóng giúp tránh phải làm việc với những con số tần số khổng lồ (hàng trăm terahertz) và lại tỉ lệ tuyến tính với năng lượng, nên rất thuận tiện khi vẽ đồ thị và lập bảng phổ IR.
Số sóng có giống số sóng góc k không? Không. Số sóng trong quang phổ \(\tilde{\nu} = 1/\lambda\) không có thừa số \(2\pi\), trong khi số sóng góc trong vật lý là \(k = 2\pi/\lambda\).
Khoảng giá trị điển hình của quang phổ IR là bao nhiêu? Phổ hồng ngoại trung thường nằm trong khoảng từ 400 đến 4000 cm⁻¹, tương ứng với bước sóng khoảng 2,5 µm đến 25 µm.
