連続スペクトルと線スペクトル

　太陽の光（白色光）をプリズムを通してみると，赤から紫までの連続したスペクトルが得られるのに
対し，気体原子の発光により得られる光はプリズムを通しても色が変わりません。

　これらの気体原子の発光により得られるスペクトルは連続スペクトルではなく，純粋に近い多くの
単色光から成る線状のスペクトルとなるため，線スペクトルと呼ばれます。

　この発光は，原子の外殻電子が主として関係する状態間の電子遷移にもとづいています。
加熱や放電により，より高いエネルギー状態へと励起された原子内の電子が，再度もとの低い
エネルギー状態に遷移するときに、先ほど得たエネルギーを光のエネルギーとして放射すること
になります。これらの状態がもつエネルギーは決まっているので、基底状態と各励起状態の間の
エネルギー差は一定の値を取ることになり，放射される光はある特定の波長をもつことになります。
そのため一定波長の線スペクトルが観測されるのです。
　
　この線スペクトルは、原子に特有な一定波長を示すので、これを元素分析に応用することが
できます。

※　分子の帯スペクトル（バンドスペクトル）中にも，その微細構造としての線スペクトルが
現れる場合がありますが、このようなものは一般に線スペクトルとは呼びません。

下に、鉄（Fe）、ナトリウム（Na）、ヘリウム（He）の線スペクトルの模式図を示します。
これらのスペクトル線の波長は正確に求められているので，発光気体の放射スペクトルから、
その気体にどんな元素が含まれているかを、読みとることができます。

高速道路のトンネルなどに用いられているナトリウムランプは、アルゴンあるいはネオンなどの
気体と金属ナトリウムを封じ込んだアークランプで，ナトリウム原子の発光スペクトルを
利用しています。ナトリウムの炎色反応で見られる黄色の光とナトリウムランプの黄色い光は
本質的には同じものです。

ネオンサイン

広告用などに広く用いられている「ネオンサイン」は，真空にしたガラス管に
少量のネオンを封入し放電させたときに発生する美しい赤色の光を利用している。

他の希ガス（不活性気体）も同様に放電により特有の光を放ち，これらを組み
合わせると多彩な色を得ることができる。

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