発光・連続スペクトル

スペクトルとは、光のグラフのことです。発光スペクトルと連続スペクトルは、3つのスペクトルのうちの2つです。もうひとつは、吸収分光法です。分光学の応用は膨大である。化合物の元素や結合の測定に利用できる。遠くの星や銀河の距離、さらにはそれ以上のものを測定することもできるのです。私たちが見ている色も、スペクトルで解釈することができるのです。したがって、発光分光学と連続体分光学の理論と応用をしっかりと理解しておくことが特に有効である。最後に、連続体分光法への応用と、両者の類似点・相違点について考察する。

連続スペクトルとは？

連続スペクトルを理解するためには、まず電磁波の性質を理解する必要がある。電磁波とは、互いに垂直な電場と磁場からなる波のことです。電磁波はそのエネルギーによって、X線、紫外線、赤外線、可視光線、電波などいくつかの領域に分けられる。私たちが見ているものはすべて、電磁波の可視領域によるものです。スペクトルは、電磁波のエネルギーに対する強度をグラフ化したものです。エネルギーは、波長や周波数で表すこともできます。連続スペクトルは、選択された領域のすべての波長が強度を持つスペクトルである。完全な白色光は、可視域の連続したスペクトルである。実際には、完全な連続スペクトルを得ることはほとんど不可能であることに留意しなければならない。

発光スペクトルとは？

発光分光学の理論を理解するためには、まず原子の構造を理解する必要がある。原子は、陽子と中性子からなる原子核と、原子核の周りを回る電子から構成されています。電子の軌道は、電子のエネルギーに依存する。原子核から離れるほど、電子のエネルギーは高くなる。量子論を使って、電子はどのエネルギーレベルにも入ることができないことを示すことができる。電子のエネルギーは不連続である。原子試料がある領域で連続スペクトルを持つとき、原子中の電子は特定のエネルギーを吸収している。電磁波のエネルギーも量子化されているので、電子に吸収される光子は特定のエネルギーを持っていると言える。このイベントの後、連続スペクトルは取り除かれ、これらの原子の電子はその後再びベース面に到達しようとする。これによって、特定のエネルギーの光子が放出されることになる。これらの光子に対応した輝線のみの発光スペクトルが得られます。