1.光和光谱

光是一种电磁辐射，具有波动性(称电磁波)和粒子性(称光子)。

光作为电磁波，其光速(c)和频率(v)与波长(λ)的关系为：

光作为光子，具有不连续的能量(E)，每个光粒子具有的能量为：

式中，h为普朗克(Planck)常数，h=6.623×10^-34 J·s。

物质可处于不同的状态，当物质的状态发生变化时，就会产生电磁波，其经过色散系统分光后，会按照波长(或频率、或能量)大小的顺序排布，而形成光谱。

依据电磁波具有能量的高低，可构成由短波7射线到长波微波的各种类型的光谱，如表3-1所示。

表3-1电磁波谱与相关的光谱类型

2．光谱的形状

按照形状(或强度)随波长(或频率)变化在空间的分布轮廓，光谱可分为线状光谱、带状光谱和连续光谱。

线状光谱是由一系列有确定位置、独立分布的锐线组成的光谱，它对应较高能级的跃迁(如原子核能级，原子内层电子跃迁)而产生，通常具有较窄的谱线宽度(约为10^-5 nm)和较短的波长。

带状光谱是由许多条波长距离很近的谱线组成的光谱，它对应多种能级跃迁，不仅有原子能级的跃迁，还有分子振动能级和转动能级的跃迁，从而构成有许多紧密排布谱线的带状光谱，它通常具有较长的波长。

连续光谱是由于热辐射，使多种原子、分子发生振荡，产生线状、带状光谱重叠，并由于背景增大，而形成连续光谱，谱带宽度约在350nm以上。

图3-1是在原子发射光谱中看到的线状光谱和带状光谱叠加在连续光谱上的谱图。

图3-1用氢氧火焰获得卤水的发射光谱图

线状光谱是原子光谱的特征，带状光谱是分子光谱的特征，它们都是进行各种元素和化合物定性和定量分析的依据。

3．光谱的类型

依据产生光谱时能量传递方式的不同，可分为发射光谱、吸收光谱、荧光光谱、拉曼光谱。

当物质中的原子核、原子、分子、离子受到外部能量的激发，由基态(较低能级)跃迁到激发态(较高能级)，再由激发态返回基态时，以光辐射形式释放能量就构成发射光谱。

当原子核的能级发生跃迁，就产生穆斯堡尔谱，当原子的外层电子发生跃迁，就产生原子发射光谱。

当物质的原子(分子)选择性地吸收外部光源一定波长的特征电磁辐射，而使此外部特征电磁辐射光强减弱的现象，就构成原子(分子)吸收光谱。

当物质的原子(分子)选择性吸收外部光源一定波长的特征电磁辐射后，被吸收的特征电磁辐射会沿着各个方向产生较低频率的电磁辐射，就构成荧光光谱，通常应在与吸收方向相互垂直的方向观测荧光光谱。

当分子对照射到的光辐射产生弹性和非弹性散射时，被散射的光发生频率变化而产生的分子光谱，称为拉曼光谱，其谱线与分子的振动和转动能级相关，是研究分子结构的特征谱线。