방출 스펙트럼

방출 스펙트럼(放出-, )은 한 원소 또는 여러 원소가 합해져 있는 분자의 전자들이 들뜨게 될 때, 방출되는 전자기파 스펙트럼이다. 각 원자의 방출 스펙트럼은 독특하며 그 원소가 알려지지 않은 분자들의 일부인지 아닌지를 결정해 주는 데 쓰일 수 있다. 비슷하게 분자의 방출 스펙트럼은 화학적인 분석을 위해 사용된다.방출스펙트럼 사이사이에는 검은 띠가 있음

기원 
원자 안에 전자들이 들뜨게 될 때(예를 들면 열을 가해줌으로써), 추가적인 에너지를 전자들에게 주어 더 높은 에너지 궤도로 올라간다. 그 전자들이 다시 제자리도 돌아오고 들뜬 상태를 떠날 때, 에너지는 광자의 형태로 재방출된다. 그 광자의 파장(또는 주파수)은 두 에너지 궤도 상태 사이의 차이에 의해 결정된다. 방출된 광자들은 그 원소의 방출 스펙트럼을 만든다.

원자의 방출 스펙트럼에서 오직 특정한 색깔이 나타난다는 그 사실은 오직 특정한 빛의 주파수가 방출된다는 의미이다. 이 주파수들 각각은 다음 공식에 의해 에너지와 관련이 있다 :

여기서 E는 광자의 에너지이고, f는 광자의 주파수, h는 플랑크 상수이다. 특정한 에너지를 가지는 광자가 원자에 의해 방출된다는 것이다. 이 방출 스펙트럼의 원리는 네온 사인의 다양한 색깔 뿐만 아니라, 화학적인 불꽃 실험에 의해 설명된다.

원자가 방출할 수 있는 빛의 주파수는 안에 있는 전자들의 상태에 의존된다. 들뜬 상태가 되었을 때, 전자들은 더 높은 에너지 준위 또는 궤도로 올라간다. 전자들이 바닥 상태로 다시 떨어질 때, 빛이 방출된다.

선 스펙트럼 
기체를 유리관에 넣어 마개를 막고 압력을 내린 전관의 극에 고전압을 걸어서 방전하면, 네온 사인의 빨강이나 수은의 파랑 같은 기체 특유의 색으로 빛난다. 이 빛을 분광기를 사용하여 스펙트럼으로 나누면 많은 휘선이 나타난다. 또, 철이나 구리의 극 사이의 빛은 똑같이 많은 휘선이 나타나는 스펙트럼이 된다. 이것을 선 스펙트럼이라고 한다. 선 스펙트럼은 원자로부터 나오는 빛으로 원자가 고유의 스펙트럼을 가지고 있는 것에서 비롯된다. 이 원자로부터의 스펙트럼은 원자의 기체 또는 증기가 전자와 충돌해서 들뜨고, 빛을 내놓은 것으로 들뜨는 조건에 따라서 선 스펙트럼의 강도에도 변화가 있다. 그러나 원자가 자계나 전계 등 외부로부터의 영향이 없는 자연 상태로 빛을 발할 때에 그 파장은 매우 안정해서 일정한 값이 된다. 원소로부터 나오는 이와 같은 많은 선 스펙트럼을 해석하면 원소의 여러 가지 상태를 알 수가 있다. 이것은 원자 물리, 더 나아가서는 양자론의 기초가 된 중요한 실마리의 하나이다.

분자로부터의 복사 
위에 거론된 전자기적 천이에서와 같이, 분자의 에너지 또한 회전성의 천이, 진동성의 천이, 그리고 전자기 천이를 통해 바꿀 수 있다. 이들의 에너지 천이는 종종 잘 알려진 스펙트럼 밴드로 많은 다른 스펙트럼 선의 가까운 그룹을 만들어 낸다. 풀리지 않은 스펙트럼 밴드는 연속 스펙트럼에서 나타난다.

같이 보기 
 흡수 스펙트럼
 스펙트럼

전자기파
분광학
물리학 개념
원자물리학
핵물리학
방출분광학
산란