스펙트럼의 종류 - 연속 스펙트럼, 선 스펙트럼, 밴드 스펙트럼

연속 스펙트럼

1666년 영국의 물리학자 아이작 뉴턴이 프리즘을 이용한 빛의 분광 실험에서 발견하여 스펙트럼이라고 명명한 그림의 가시광선 스펙트럼과 같이 연속된 스펙트럼을 연속 스펙트럼 이라고 합니다.

선 스펙트럼

스펙트럼에는 불연속적으로 튀어나오는 암선이나 휘선이 나타나는 것이 있습니다. 터널 조명에 사용되는 노란색 나트륨 램프의 빛을 프리즘에 통과시키면 태양광처럼 빛의 색 띠가 나타나지 않고 오렌지색의 빛만 나옵니다. 이는 나트륨 램프의 빛이 파장 589 nm의 빛 만을 포함하기 때문입니다. 이와 같은 하나의 파장의 빛을 단색광이라고 합니다. 이 스펙트럼은 다음 그림과 같습니다.

나트륨 램프의 스펙트럼과 같이 휘선으로 만들어진 스펙트럼을 선 스펙트럼이라고 합니다. 선 스펙트럼은 원자의 발광이나 흡수에 따라 나타나지만 원자의 종류에 따라 특유한 형태가 됩니다. 나트륨등이 황색, 수은등이 청백색의 빛을 내는 것은, 나트륨과 수은의 원자가 각각 특유의 파장의 휘선을 가지는 선 스펙트럼을 방출하기 때문입니다(발광). 또한 원자는 자신이 내는 빛과 같은 파장의 빛을 흡수하는 성질이 있습니다. 예를 들어, 저온의 나트륨 원자에 ​​백색광을 가하면, 위와 반대로 휘선과 같은 파장의 빛이 흡수되고, 백색광의 연속 스펙트럼에 암선이 나타나게 됩니다(흡수).

밴드 스펙트럼

복수의 원자로 이루어지는 분자에서는 원자끼리의 결합의 진동이나 회전 운동에 의해, 에너지 상태가 원자만큼 확실히 정해지지 않고, 어느정도의 폭을 가진 에너지를 방출하거나 흡수합니다. 그 때문에 분자의 스펙트럼도 기본적으로 선 스펙트럼과 비슷하지만, 어느정도 폭을 가지고 있는 스펙트럼이 됩니다. 이것을 밴드 스펙트럼이라고 합니다. 원자나 분자가 방출하거나 흡수하는 빛을 조사하면 원자나 분자의 내부가 어떻게 되어 있는지를 짐작 할 수 있습니다. 이처럼 스펙트럼은 중요한 단서로 사용 할 수 있으며, 스펙트럼을 이용한 광분석이 최첨단 기술에 이용되고 있습니다. 뉴턴은 환상이나 유령이라는 말을 어원으로하여 스펙트럼을 명명했겠지만, 이러한 스펙트럼의 활약을 생각하면 어원과는 상반되고 있다고 말할 수 있을지도 모르겠습니다.