分子光譜學
電磁波譜
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把它想成一架鋼琴鍵盤,只是它的音不是從低到高,而是從無線電波一直排到伽馬射線。可見光——你眼睛能看到的紅、綠、藍——只是中間附近的幾個琴鍵。電磁波譜就是這整架鍵盤:所有「光一類」輻射的完整範圍,按從最長、能量最低的波到最短、能量最高的波依次排列。
從物理上說,它們全都是同一種東西——電磁輻射,即以光速行進、相互振盪的電場與磁場——彼此只在波長和頻率上不同。從長到短,依次經過無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和伽馬射線。波長越短,頻率越高,每個光子的能量也越大,因為光子的能量與其頻率成正比。
這對光譜學很重要,因為不同波段恰好攜帶能激發不同分子運動的能量:微波輕推分子讓它轉得更快,紅外線讓化學鍵振動起來,可見光或紫外線則把電子提升到更高的軌道。光譜學家會選取與所提問題相匹配的波段,這正是為什麼會有這麼多種以波段命名的技術。
微波爐用波長幾厘米的輻射加熱食物;電視遙控器用比紅光略長一點的紅外線發信號;醫院的X光則用比這還短上數千倍的波。三者其實是完全相同的一類輻射,只因在波譜上所處的位置不同而被分開——而每一種都以各自特有的方式與物質相互作用。
同一族輻射,從長的無線電波到短的伽馬射線依次排開。
波長和頻率方向相反:一個變大,另一個就變小,因為兩者之積是固定的光速。光譜有時以波長為橫軸,有時以頻率為橫軸,在紅外工作中則常以波數(波長的倒數)為橫軸。
又稱
另見