スペクトル

定義

スペクトルとは、光などの電磁波を波長や振動数ごとに分けて並べたものである。
特に原子に関係する場合、原子が出す光や吸収する光の波長の分布を表す。

イメージ

プリズムで白い光を分けると、赤から紫までの色が並ぶ。これが連続スペクトルである。
一方で、原子から出る光は特定の色だけが現れる。これは線スペクトルと呼ばれる。

つまり、スペクトルを見ることで「どの波長の光が出ているか」が分かる。

数式

光のエネルギーと振動数の関係は次の式で表される。

\[E = h f\]

ここで、
\(E\) は光のエネルギー（J）
\(h\) はプランク定数
\(f\) は振動数（Hz）である。

また、振動数 \(f\) と波長 \(\lambda\) の関係は次のようになる。

\[c = \lambda f\]

ここで、
\(c\) は光速（m/s）
\(\lambda\) は波長（m）である。

ポイント

• 連続スペクトルと線スペクトルがあり、原子では主に線スペクトルが現れる
• スペクトルは原子のエネルギー準位の差によって決まる
• スペクトルを調べることで、物質の種類を特定できる