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原理

復(fù)色光中有著各種波長(zhǎng)（或頻率）的光，這些光在介質(zhì)中有著不同的折射率。因此，當(dāng)復(fù)色光通過具有一定幾何外形的介質(zhì)（如三棱鏡）之后，波長(zhǎng)不同的光線會(huì)因出射角的不同而發(fā)生色散現(xiàn)象，投映出連續(xù)的或不連續(xù)的彩色光帶。

這個(gè)原理亦被應(yīng)用于著名的太陽(yáng)光的色散實(shí)驗(yàn)。太陽(yáng)光呈現(xiàn)白色，當(dāng)它通過三棱鏡折射后，將形成由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫順次連續(xù)分布的彩色光譜，覆蓋了大約在390到770納米的可見光區(qū)。歷史上，這一實(shí)驗(yàn)由英國(guó)科學(xué)家艾薩克·牛頓爵士于1665年完成，使得人們第一次接觸到了光的客觀的和定量的特征。

光譜的分類

按波長(zhǎng)區(qū)域

在一些可見光譜的紅端之外，存在著波長(zhǎng)更長(zhǎng)的紅外線；同樣，在紫端之外，則存在有波長(zhǎng)更短的紫外線。紅外線和紫外線都不能為肉眼所覺察，但可通過儀器加以記錄。因此，除可見光譜，光譜還包括有紅外光譜與紫外光譜。

按產(chǎn)生方式

按產(chǎn)生方式，光譜可分為發(fā)射光譜、吸收光譜和散射光譜。

有的物體能自行發(fā)光，由它直接產(chǎn)生的光形成的光譜叫做發(fā)射光譜。

發(fā)射光譜可分為三種不同類別的光譜：線狀光譜、帶狀光譜和連續(xù)光譜。線狀光譜主要產(chǎn)生于原子，由一些不連續(xù)的亮線組成；帶狀光譜主要產(chǎn)生于分子，由一些密集的某個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光組成；連續(xù)光譜則主要產(chǎn)生于白熾的固體、液體或高壓氣體受激發(fā)發(fā)射電磁輻射，由連續(xù)分布的一切波長(zhǎng)的光組成。

在白光通過氣體時(shí)，氣體將從通過它的白光中吸收與其特征譜線波長(zhǎng)相同的光，使白光形成的連續(xù)譜現(xiàn)暗線。此時(shí)，這種在連續(xù)光譜中某些波長(zhǎng)的光被物質(zhì)吸收后產(chǎn)生的光譜被稱作吸收光譜。通常情況下，在吸收光譜中看到的特征譜線會(huì)少于線狀光譜。

當(dāng)光照射到物質(zhì)上時(shí)，會(huì)發(fā)生非彈性散射，在散射光中除有與激發(fā)光波長(zhǎng)相同的彈性成分（瑞利散射）外，還有比激發(fā)光波長(zhǎng)長(zhǎng)的和短的成分，后一現(xiàn)象統(tǒng)稱為拉曼效應(yīng)。這種現(xiàn)象于1928年由印度科學(xué)家拉曼所發(fā)現(xiàn)，因此這種產(chǎn)生新波長(zhǎng)的光的散射被稱為拉曼散射，所產(chǎn)生的光譜被稱為拉曼光譜或拉曼散射光譜。

按產(chǎn)生本質(zhì)

按產(chǎn)生本質(zhì)，光譜可分為分子光譜與原子光譜。

在分子中，電子態(tài)的能量比振動(dòng)態(tài)的能量大50～100倍，而振動(dòng)態(tài)的能量又比轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)的能量大50～100倍。因此在分子的電子態(tài)之間的躍遷中，總是伴隨著振動(dòng)躍遷和轉(zhuǎn)動(dòng)躍遷的，因而許多光譜線就密集在一起而形成分子光譜。因此，分子光譜又叫做帶狀光譜。

在原子中，當(dāng)原子以某種方式從基態(tài)提升到較高的能態(tài)時(shí)，原子內(nèi)部的能量增加了，原子中的部分電子提升到激發(fā)態(tài)，然而激發(fā)態(tài)都不能維持，在經(jīng)歷很短的一段隨機(jī)的時(shí)間后，被激發(fā)的原子就會(huì)回到原來能量較低的狀態(tài)。在原子中，被激發(fā)的電子在回到能量較低的軌道時(shí)釋放出一個(gè)光子，也就是說這些能量將被以光的形式發(fā)射出來，于是產(chǎn)生了原子的發(fā)射光譜，亦即原子光譜。因?yàn)檫@種原子能態(tài)的變化是非連續(xù)量子性的，所產(chǎn)生的光譜也由一些不連續(xù)的亮線所組成，所以原子光譜又被稱作線狀光譜。

光譜分析

由于每種元素都有自己的光譜，因此可根據(jù)光譜來鑒別物質(zhì)和確定其化學(xué)組成，這種方法被稱作光譜分析。因?yàn)椴煌氐墓庾V會(huì)有不同的位置的顏色的譜線，或者會(huì)缺少某些譜線，但含有相同元素的物質(zhì)的譜線卻總是會(huì)在同一個(gè)位置具有相同顏色的譜線。光譜分析就是利用這個(gè)原理來分析物質(zhì)的元素組成的。

參見

頻譜

電磁波

電磁波譜

光學(xué)

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