光學光譜法與比爾定律

電磁波譜

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可見光——我們能看見的那道彩虹——只是一段寬得多的相關輻射中的一薄片。無線電波、微波、紅外光、可見光、紫外光、X 射線和伽馬射線全是同一種能量,只是波長不同。從最長到最短排開,它們就構成了電磁波譜。

電磁波譜是按波長(或等價地按能量)排列的全部電磁輻射的有序範圍。短波長攜帶高能量,長波長攜帶低能量。每個區段都以自己的方式與物質相互作用,這正是各類光譜法各有專長的原因。

這張圖是所有光譜法的根基。紫外光和可見光激發電子,紅外光使化學鍵振動,微波使分子轉動,無線電波在核磁共振中翻轉核自旋。知道一種技術落在波譜的哪一段,就知道它能揭示什麼信息。

同一個咖啡因分子可在三個波譜區段中研究:紫外光報告它的濃度,紅外光揭示它的官能團,核磁共振中的無線電波則描繪它的氫原子分布。

不同的波譜區段揭示同一分子的不同事實。

能量、波長和頻率是描述同一輻射的三種說法:高頻率、短波長意味著高能量。它們絕不彼此獨立。

又稱
EM spectrum电磁波谱電磁波譜电磁频谱電磁頻譜