主な相違点 – 連続スペクトル vs 線スペクトル
吸収スペクトルとは
発光スペクトルとは？
連続スペクトルとは何か
Line Spectrumとは

主な相違点 – 連続スペクトル vs 線スペクトル

スペクトルとは、特定の物体、物質、原子、分子によって放射または吸収される電磁放射に特徴的な波長の集合のことです。

虹の色、マイクロ波、紫外線、X線などがその例です。

スペクトルは、対象となる物質に含まれる元素に特徴的です。

スペクトルの種類には、連続スペクトルと線スペクトルがあり、連続スペクトルには隙間がないのに対し、線スペクトルには多くの隙間があることが大きな違いです。

しかし、連続スペクトルと線スペクトルには、吸収スペクトルと発光スペクトルが関わっているため、連続スペクトルと線スペクトルの違いを知る前に、2大スペクトルである吸収スペクトルと発光スペクトルについて知ることが重要です。

この記事では、「吸収スペクトル」と「発光スペクトル」について解説します。

1. What is an Absorption Spectrum
2. What is an Emission Spectrum
3. What is a Continuous Spectrum
4. What is a Line Spectrum
5. What is the difference between Continuous Spectrum and Line Spectrum

吸収スペクトルとは

電磁波をある物質に通すと、その物質に含まれる元素によって特徴的な波長が吸収される。

しかし、再放出される光子は同じ方向には再放出されない。

この吸収された電磁波がないため、スペクトルには暗線が現れる。

吸収スペクトルは、Y軸を吸光度、X軸を波長または周波数としてプロットされる。

吸収スペクトルは、原子吸光や紫外吸光など、さまざまな分析技術に利用されている。

これらの技術は、ある混合物中の特定の化学種を同定したり、特定の化学種の同一性を確認するために使用される。

発光スペクトルとは？

原子や分子の試料に電磁波を照射すると、その中の電子はエネルギーを吸収してより高いエネルギー状態に移行する。

その後、吸収したエネルギーをさらに放出し、元のエネルギー状態に戻る。

放出されたエネルギーを波長に対してプロットすると、発光スペクトルと呼ばれる。

吸収スペクトルは明るい背景に暗い線で示されるのに対し、発光スペクトルはその逆です。

この2つは互いに逆です。

ある元素の場合、吸収線は発光線の周波数に対応する。

これは、ある元素の電子がより高いエネルギー準位に到達するために吸収したエネルギーが、前に占有していたエネルギー準位に戻るときに放出されるからです。

連続スペクトルとは何か

連続スペクトルは、吸収スペクトルと発光スペクトルの両方を合わせて作られる。

連続スペクトルであるための主な条件は、ある範囲内のすべての波長を含んでいることである。

可視光は回折すると連続スペクトルになる。

虹は7つの色を含んでおり、隙間なく互いにフェードインしている。

黒い物体を熱して光らせると、連続スペクトルの放射線が放射される。

しかし、科学者によると、連続スペクトルは隙間も含んでおり、分光器で分析したときに初めて見ることができる。

理想的な連続スペクトルは、隙間が全くないものでなければならない。

このような理想的な連続スペクトルは、完璧な実験環境でしか実現できないので、非常に稀です。

Line Spectrumとは

線スペクトルは、吸収スペクトルまたは発光スペクトルのどちらか一方にのみ発生する。

線スペクトルとは、吸収線と輝線スペクトルのどちらか一方にのみ発生するスペクトルであり、あるスペクトルの中にある孤立した線を示すものです。

明るい背景に暗い線として現れる吸収線、または暗い背景に現れる明るい輝線であることがあります。

線スペクトルは、連続スペクトルを生成するのと同じ光源を使用して生成することができる。

高圧力下では、気体は連続スペクトルを生成する。

しかし、低圧では、同じ気体でも吸収線と輝線のどちらかのスペクトルを出すことができる。

ガスが冷たい場合は、吸収スペクトルを生じます。

また、ガスが熱を帯びている場合は、発光スペクトルを生じます。

Main Difference - Continuous Spectrum vs Line Spectrum : 図2: 鉄の発光スペクトル