連続スペクトルと線スペクトルの大きな違いは、連続スペクトルはある範囲のすべての波長を含んでいるのに対し、線スペクトルはいくつかの波長のみを含んでいることである。

スペクトルは大きく分けて、連続スペクトルと線スペクトルの2種類があります。線スペクトルは、吸収スペクトルと発光スペクトルを生成することができます。生物種の吸収・発光スペクトルは、これらの生物種の同定に役立ち、生物種に関する豊富な情報を提供します。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. 連続スペクトルとは 3. ラインスペクトルとは 4. 横並び比較 - 表形式での連続スペクトルとラインスペクトルの比較 5. まとめ

連続スペクトルは何ですか？

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。吸収スペクトルは、吸光度と波長をプロットしたグラフである。また、波長の代わりに周波数や波数をX軸に使うこともあります。また、Y軸には対数吸収値や透過率が適用される場合がある。吸収スペクトルは、ある分子や原子に特徴的なものである。そのため、特定の種の同定や確認に利用することができるのです。

図01：連続スペクトル

したがって、すべての波長がある範囲内にあれば、連続スペクトルとなります。例えば、虹は7色で、連続したスペクトルである。星や衛星のような高温の天体がすべての波長の電磁波を放射すると、連続したスペクトルが形成されます。

線スペクトルは何ですか？

スペクトル線はその名の通り、スペクトル線が数本しかないものです。つまり、波長が非常に短いのです。例えば、私たちの目が特定の色の化合物を見ることができるのは、それが可視光域の光を吸収しているからです。事実上、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。

図02: ナトリウムとカルシウムの発光のラインスペクトル

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。気体状の原子を含む試料に電磁波を照射すると、ある波長だけが原子に吸収される。そのため、スペクトルを記録すると、非常に細い吸収線がいくつも並ぶことになる。これが吸収線スペクトルです。原子の特徴である。原子は吸収のエネルギーを利用して、基底状態の電子を上層に励起する。エネルギー差が離散的かつ一定であるため、同じ種類の原子は、ある放射線から常に同じ波長を吸収する。この励起された電子が地上に戻るとき、吸収した放射線を放出し、発光スペクトルを形成する。

連続スペクトルと線スペクトルの違い

連続スペクトルとは、すべての波長が一定の範囲内にあるスペクトルであり、線スペクトルとは、一部の波長線が一定の範囲内にあるスペクトルである。このように、連続スペクトルと線スペクトルは、スペクトル中の線の有無によって、互いに異なる。この点が、連続スペクトルと線スペクトルの大きな違いと考えることができる。連続スペクトルは、ある範囲のすべての波長を含むのに対し、線スペクトルは一部の波長のみを含むため、これらの線が存在する。

それぞれのスペクトルの成り立ちを考えてみると、連続スペクトルと線スペクトルには、もう一つ大きな違いがあることがわかる。つまり、連続スペクトルの形成では、ある種の吸収スペクトルと発光スペクトルが一緒になっているのに対し、吸収スペクトルか発光スペクトルのどちらかが線スペクトルを生じさせるのである。

概要 - 連続スペクトル vs. 線スペクトル

吸収スペクトルと発光スペクトルには、連続スペクトルと線スペクトルがあります。連続スペクトルと線スペクトルの大きな違いは、連続スペクトルはある範囲のすべての波長を含んでいるのに対し、線スペクトルはいくつかの波長のみを含んでいることである。

引用

1 歌詞「6.3 ラインスペクトルとポーモデル」化学図書室、図書室、2018年7月25日、こちらから入手できます。