在一些可见光谱的红端之外,存在着波长更长的红外线;同样,在紫端之外,则存在有波长更短的紫外线。红外线和紫外线都不能为肉眼所觉察,但可通过仪器加以记录。因此,除可见光谱,光谱还包括有红外光谱与紫外光谱。
按产生方式,光谱可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱。
有的物体能自行发光,由它直接产生的光形成的光谱叫做发射光谱。
发射光谱可分为三种不同类别的光谱:线状光谱、带状光谱和连续光谱。线状光谱主要产生于原子,由一些不连续的亮线组成;带状光谱主要产生于分子由一些密集的某个波长范围内的光组成;连续光谱则主要产生于白炽的固体、液体或高压气体受激发发射电磁辐射,由连续分布的一切波长的光组成。
在白光通过气体时,气体将从通过它的白光中吸收与其特征谱线波长相同的光,使白光形成的连续谱中出现暗线。此时,这种在连续光谱中某些波长的光被物质吸收后产生的光谱被称作吸收光谱。通常情况下,在吸收光谱中看到的特征谱线会少于线状光谱。
当光照射到物质上时,会发生非弹性散射,在散射光中除有与激发光波长相同的弹性成分(瑞利散射)外,还有比激发光波长长的和短的成分,后一现象统称为拉曼效应。这种现象于1928年由印度科学家拉曼所发现,因此这种产生新波长的光的散射被称为拉曼散射,所产生的光谱被称为拉曼光谱或拉曼散射光谱。
红外波长再长就是各种无线电,微波短波中波长波超长波,频率越低越难激发。
紫外端再短的话就是X射线、伽马射线,波长越短的光子能量越大,也很越来越难获得。
电磁波的频率范围还是很宽的,目前人类应用的也有上下20个量级。
光谱(spectrum) :是复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)分光后,被色散开的单色光按波长(或频率)大小而依次排列的图案,全称为光学频谱。光谱中最大的一部分可见光谱是电磁波谱中人眼可见的一部分,在这个波长范围内的电磁辐射被称作可见光。光谱并没有包含人类大脑视觉所能区别的所有颜色,譬如褐色和粉红色。
光波是由原子运动过程中的电子产生的。各种物质的原子内部电子的运动情况不同,所以它们发射的光波也不同。研究不同物质的发光和吸收光的情况,有重要的理论和实际意义,已成为一门专门的学科——光谱学。分子的红外吸收光谱一般是研究分子的振动光谱与转动光谱的,其中分子振动光谱一直是主要的研究课题。
复色光中有着各种波长(或频率)的光,这些光在介质中有着不同的折射率。因此,当复色光通过具有一定几何外形的介质(如三棱镜)之后,波长不同的光线会因出射角的不同而发生色散现象,投映出连续的或不连续的彩色光带。
这个原理亦被应用于著名的太阳光的色散实验。太阳光呈现白色,当它通过三棱镜折射后,将形成由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫顺次连续分布的彩色光谱,覆盖了大约在390到770纳米的可见光区。历史上,这一实验由英国科学家艾萨克·牛顿爵士于1665年完成,使得人们第一次接触到了光的客观的和定量的特征。
光谱定性分析就是根据光谱图中是否有某元素的特征谱线(一般是最后线)出现来判断样品中是否含有某种元素。定性分析方法常有以下两种。
(1)标准试样光谱比较法
将要检出元素的纯物质或纯化合物与试样并列摄谱于同一感光板上,在映谱仪上检查试样光谱与纯物质光谱。若两者谱线出现在同一波长位置上,即可说明某一元素的某条谱线存在。此法多用于不经常遇到的元素或谱图上没有的元素分析。
(2)铁光谱比较法
铁光谱比较法是目前最通用的方法,它采用铁的光谱作为波长的标尺,来判断其它元素的谱线。铁光谱作标尺有如下特点。
①谱线多,在210~600nm范围内有几千条谱线;