一貫性のない情報源

光は、人間の目で検出できる電磁放射です。 1870 年代にマクスウェルは、電場と磁場が結合すると電磁波が発生すると説明しました。これらの波は、伝搬に媒体を必要としませんでした。光は、粒子と波動の両方の振る舞いを示します。光は、その粒子性の証拠として光電効果を示します。ヤングの二重スリット実験により、波としての光が確認されました。

電磁放射は、周波数、波長、エネルギーの 3 つの要因によって説明できます。

頂点が 1 秒あたりにポイントを通過する回数は、周波数 (s-1 または Hz) と呼ばれます。

2 つの山の間の距離は、波長 (m) として知られています。

エネルギーには電子ボルト、eVという単位が使われます。これは、電子を 1 V の電位で移動させるのに必要なエネルギー量として定義されます。

光の性質

可視光は電磁スペクトルのごく一部であり、基本的には電磁放射のすべての形態です。電磁放射の他の例としては、紫外線、電波、赤外線、マイクロ波などがあります。これらの波は、伝搬するのに媒体を必要としません。これらは相互に垂直な電場と磁場で構成されており、これらは波の伝搬方向に対して垂直です。それらはすべて真空中を同じ速度 c =3.00 x 108 m/s で移動します。この関係は、周波数 v と波長 λ の関係 c =v λ によって特徴付けることができます。

次の関係は、電磁放射のエネルギーを与えることができます:

E =hv =h(c/λ)、h はプランク定数です。

周波数またはエネルギーに基づいて、7 つの電磁放射をスペクトルの形で整理できます。

電波 <マイクロ波 <赤外線 <可視光 <紫外線

周波数とエネルギーに関しては、電波は最小のエネルギーと周波数を持ち、γ 線は最大のエネルギーと周波数を持ちます。

波長でいうと、電波が一番波長が長く、ガンマ線が一番波長が短いです。したがって、スペクトルは次のようになります:

電波> マイクロ波> 赤外線> 可視光> 紫外線> X線> γ線.

分光法

分光法とは、放射線を利用して物質の構造と特性に関する情報を取得する多くの技術を指します。すべての分光技術の基本原理は、電磁放射のビームをサンプルに照射し、その刺激に対する反応を観察することです。応答は、放射の波長の関数として記録されます。このようなプロットはスペクトルと呼ばれます。

光はさまざまな波長と周波数でできています。周期表のすべての元素は、発光または吸収する光の周波数に応じて、固有の光スペクトルを持っています。

したがって、スペクトルは、発光スペクトルと吸収スペクトルの 2 種類に大別できます。

光源

どのタイプの分光法でも、サンプルに電磁放射のビームを当てなければならないことがわかりました。そのためには、何らかの光源が必要です。光源は、太陽や星などの自然である場合があります。ランプのように、人工的に作られたものもあります。

基本的に、光源はコヒーレント光源とインコヒーレント光源の 2 つの部分に分類されます。この分類は、2 つの波の位相差と周波数に基づいて行われます。

コヒーレントな光源

同じ周波数、波形、および一定の位相差を持つ 2 つの波を生成する場合、2 つのソースがコヒーレントであると呼びます。これらの波は建設的に干渉して明るいフリンジを与えることができます。例には、レーザー光が含まれます。

一貫性のない光源

これらは一貫した情報源とは正反対です。 2 つのソースが同相ではなく、異なる周波数と波形を持つ 2 つの波を生成する場合、2 つのソースをインコヒーレント ソースと呼びます。インコヒーレント光源の例としては、タングステン フィラメント ランプ、ナトリウム ランプなどがあります。したがって、インコヒーレント光源の意味は、互いに位相が異なる波を生成する光源であると言えます。したがって、これらの波は建設的に干渉することはできません。

結論

光は電磁放射です。それは二重の性質を持っており、それは粒子と波の両方として振る舞うことを意味します。電磁放射は、伝播する媒体を必要とせず、波の伝播方向に対して垂直な、互いに垂直な電場と磁場からなるものです。可視光も電磁スペクトルの一部です。これらの光線には多くの用途があります。そのような用途の 1 つに、分光法があります。分光法の基本原理は、サンプルに光ビームを照射して応答を受け取ることに基づいています。その応答は、波長の関数として記録されます。分光法は、吸収分光法または発光分光法に分類できます。励起時に光が放出されると、放出スペクトルが生成されます。暗い背景に明るい線が表示されます。光が吸収されてより高いレベルに到達すると、吸収スペクトルが生成されます。明るい背景に暗い線が表示されます。

使用される光源は、コヒーレント光源または非コヒーレント光源のいずれでもかまいません。コヒーレント ソースは、同じ周波数の波を生成し、一定の位相差を持ちます。一方、位相がずれていて周波数が異なる波は、インコヒーレントなソースによって生成されます。例には、それぞれレーザー光とナトリウム ランプが含まれます。