紫外可視分光光度計の基礎
紫外可視分光光度計の基礎（1） 光の性質
光とは?
太陽から降り注ぐ光、家庭で使用される蛍光灯の光、これら我々の身近に存在する光とは、一体何なのでしょうか?その答えとして、「光は特定の範囲にある電磁波」ということが挙げられます。
では、電磁波とは一体どのようなものでしょうか。辞書によると、電磁波は「空間の電場と磁場の変化によって形成された波」であり、「物質がエネルギーを外部へ放射するときに生じるもの」です。すなわち、光は物質が放出するエネルギーということになります。
電磁波には様々な種類があり、エネルギー（波長、ここでは空気中の波長）によって分類されます（図1）。その中でも、人間の目に見える範囲の光を可視光と呼びます。可視光よりやや短い波長が紫外光で、主に紫外光から可視光を利用して分析を行う装置が紫外可視分光光度計です。
では、電磁波とは一体どのようなものでしょうか。辞書によると、電磁波は「空間の電場と磁場の変化によって形成された波」であり、「物質がエネルギーを外部へ放射するときに生じるもの」です。すなわち、光は物質が放出するエネルギーということになります。
電磁波には様々な種類があり、エネルギー（波長、ここでは空気中の波長）によって分類されます（図1）。その中でも、人間の目に見える範囲の光を可視光と呼びます。可視光よりやや短い波長が紫外光で、主に紫外光から可視光を利用して分析を行う装置が紫外可視分光光度計です。
図1 波長と光の関係
光の吸収
物質を構成する原子や分子中の電子は、置かれた状況によって不連続なエネルギー状態（図2 左）をとります。このことを、エネルギー状態が量子化されているといい、この不連続状態をそれぞれエネルギー準位といいます。
電子のエネルギー状態が変わるとき、特定の大きさのエネルギーを放出、または吸収します。図2 右に示すように、エネルギーの低い状態にある分子が、ある波長（エネルギー）の光を吸収し、励起状態へと変化するのが一例です。
電子のエネルギー状態が変わるとき、特定の大きさのエネルギーを放出、または吸収します。図2 右に示すように、エネルギーの低い状態にある分子が、ある波長（エネルギー）の光を吸収し、励起状態へと変化するのが一例です。
図2 エネルギー準位と光の吸収
光と物質の色の関係
LEDや夜空の星は、そのエネルギーによって異なった色の光を発します。450nm付近の波長であれば青色の光といった具合です。私たちは、この光を見ることで、波長の違いを色として認識しているのです。
それでは、発光しない物質の色は何によって変わってくるのでしょうか。物質はある一定のエネルギー（ここでは光）を吸収します。例えばリンゴであれば、400～600nm付近の光を吸収します。一方、600～700nm（赤色）の光は吸収されず、散乱、反射します。この600～700nmの散乱・反射した光が私たちの目に入る為にリンゴは赤く見える、というわけです。
それでは、発光しない物質の色は何によって変わってくるのでしょうか。物質はある一定のエネルギー（ここでは光）を吸収します。例えばリンゴであれば、400～600nm付近の光を吸収します。一方、600～700nm（赤色）の光は吸収されず、散乱、反射します。この600～700nmの散乱・反射した光が私たちの目に入る為にリンゴは赤く見える、というわけです。
図3 リンゴの色
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