原子吸光と原子発光の大きな違いは、原子吸光は原子が電磁波から特定の波長を吸収することを表し、原子発光は原子が特定の波長を放出することを表していることである。

原子の吸収と発光は、原子の識別に役立ち、原子の多くの詳細を知ることができます。ある種の吸収スペクトルと発光スペクトルを合わせると、連続したスペクトルになる。このように、原子吸光と原子発光は互いに補完し合う関係にある。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 原子吸光とは 3. 原子発光とは 4. 横並び比較-原子吸光と原子発光の表形式 5. まとめ

原子吸光は何ですか？

色のついた化合物は、可視光を吸収するため、私たちの目に見えるのです。実は、私たちが見ている色の補色を吸収しているのです。例えば、可視光域の紫色の光を吸収している物体を緑色と見立てます。したがって、バイオレットはグリーンの補色となる。同様に、原子や分子は、電磁波から特定の波長（可視域とは限らない）を吸収する。気体原子を含む試料に電磁波を照射すると、原子はある波長だけを吸収する。吸収されたエネルギーは、原子の基底状態の電子を励起するのに役立つ。これを電子の跳躍と呼んでいます。2つのエネルギー準位の間のエネルギー差は、電磁波に含まれる光子によってもたらされる。

同じ原子が同じ波長のエネルギーを吸収するのは、異なる原子が同じ量のエネルギーを吸収するためです。吸収スペクトルは、吸収率と波長をプロットしたグラフである。X軸に波長の代わりに周波数や波数を使うこともある。また、Y軸に対数吸収値や透過率を用いる場合もある。

図01: 吸収と排出を簡単に表した図

原子のサンプルを光が通過した後、それを記録すれば、それを原子スペクトルと呼ぶことができる。原子の特徴を表しています。そのため、特定種の同定や確認に利用することができるのです。さらに、このスペクトルには、非常に細い吸収線が多数存在することになる。

げんしはっこうは何ですか？

原子放射とは、原子が放出する電磁波のことです。必要なエネルギーを外部から供給すれば、原子をより高いエネルギー準位に励起することができる。通常、励起状態の寿命は非常に短い。そのため、これらの励起物質は吸収したエネルギーを放出し、基底状態に戻らなければならない。これを私たちはリラクゼーションと呼んでいます。

放出されるエネルギーは、電磁波、熱、またはその両方である。放出されるエネルギーと波長のグラフを描くと、発光スペクトルが得られる。

図02：酸素の発光スペクトル

元素がそれぞれ固有の吸収スペクトルを持つように、発光スペクトルもそれぞれ固有のものである。このように、線源の放射は、その発光によって特徴づけることができる。線スペクトルは、放射する物質が気体中でよく分離された単一の原子粒子である場合に発生する。

原子吸光とげんしはっこうの違い

原子が電磁波を吸収することを原子吸収、原子が電磁波を放出することを原子放出という。つまり、原子吸収と原子発光の決定的な違いは、原子吸収は原子が電磁波からある波長を吸収することを表し、原子発光は原子がある波長を放出することを表すということです。

また、原子吸光は放射線を出す線源が必要であり、原子発光は線源がなくても起こる。さらに、吸収によって原子の電子はより高いエネルギー準位に励起される。発光によって、励起された電子は低い準位に戻される。したがって、この点も原子吸光と原子発光の重要な違いである。

概要 - 原子吸光 vs. げんしはっこう

原子吸光と原子発光は、同時に起こる相反する現象である。原子吸光と原子発光の大きな違いは、原子吸光は原子が電磁波から特定の波長を吸収することを表し、原子発光は原子が特定の波長を放出することを表していることである。

引用

1Lindon, John C. et al. "Encyclopedia of Spectra and Spectroscopy" (スペクトルと分光学の百科事典).Elsevier, 2017.2. "Absorption (electromagnetic radiation)".Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3 May 2019, available here.2 "吸収(電磁波)".