Een regenboog ontstaat wanneer waterdruppels licht splitsen in elementaire kleuren, van violet, blauw en groen tot geel, oranje en rood. Elke kleur komt overeen met een reeks golflengten, en de kleuren van de regenboog zijn gerangschikt in volgorde van toenemende golflengte, van violet tot rood. Dit soort ontbonden licht, of elektromagnetische straling in het algemeen, in verschillende golflengten wordt een spectrum genoemd.
Elektromagnetische straling is een mengsel van lichtdeeltjes die ‘fotonen’ worden genoemd. Het creëren van een spectrum komt neer op het sorteren van fotonen op energie en het documenteren van hoeveel fotonen er in elk gegeven energiebereik zijn. Volgens een basiswet van de kwantummechanica komt dit neer op het sorteren van licht op frequentie – nog een andere manier om een spectrum te documenteren.
Als de hoeveelheid energie gelijkmatig varieert met de golflengte (of fotonenergie of frequentie), wordt het spectrum continu genoemd. Scherpe dalen of pieken in een spectrum bij bepaalde golflengten worden daarentegen respectievelijk absorptie- en emissielijnen genoemd. Dergelijke lijnen ontstaan door overgangen tussen verschillende energieniveaus binnen atomen of moleculen (of zelfs atoomkernen), waarbij straling bij specifieke golflengten wordt geabsorbeerd of uitgezonden. In zichtbaar licht vertonen sterren bijvoorbeeld continue spectra met absorptielijnen. De lijnen bevatten informatie over de chemische samenstelling van een ster. De analyse van spectra staat bekend als spectroscopie; instrumenten waarmee spectra kunnen worden geregistreerd, worden spectroscopen, spectrometers of spectrografen genoemd.
Gerelateerde termen:
• Atoom
• Elektromagnetische straling
• Frequentie
• Regenboog
• Golflengte
• Elektron