分子光谱学

电磁波谱

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把它想成一架钢琴键盘,只是它的音不是从低到高,而是从无线电波一直排到伽马射线。可见光——你眼睛能看到的红、绿、蓝——只是中间附近的几个琴键。电磁波谱就是这整架键盘:所有「光一类」辐射的完整范围,按从最长、能量最低的波到最短、能量最高的波依次排列。

从物理上说,它们全都是同一种东西——电磁辐射,即以光速行进、相互振荡的电场与磁场——彼此只在波长和频率上不同。从长到短,依次经过无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。波长越短,频率越高,每个光子的能量也越大,因为光子的能量与其频率成正比。

这对光谱学很重要,因为不同波段恰好携带能激发不同分子运动的能量:微波轻推分子让它转得更快,红外线让化学键振动起来,可见光或紫外线则把电子提升到更高的轨道。光谱学家会选取与所提问题相匹配的波段,这正是为什么会有这么多种以波段命名的技术。

微波炉用波长几厘米的辐射加热食物;电视遥控器用比红光略长一点的红外线发信号;医院的X光则用比这还短上数千倍的波。三者其实是完全相同的一类辐射,只因在波谱上所处的位置不同而被分开——而每一种都以各自特有的方式与物质相互作用。

同一族辐射,从长的无线电波到短的伽马射线依次排开。

波长和频率方向相反:一个变大,另一个就变小,因为两者之积是固定的光速。光谱有时以波长为横轴,有时以频率为横轴,在红外工作中则常以波数(波长的倒数)为横轴。

又称
电磁频谱電磁頻譜EM spectrum