物质的分子具有一系列不连续的特征能级,在一般情况下,物质的分子大都处于能量最低的能级,只是在吸收了一定能量之后才有可能产生能级跃迁,进入能量较高的能级。
当光照射到某物质以后,该物质的分子就有可能吸收光子的能量而发生能级跃迁,这种现象叫做光的吸收。但是,并不是任何一种波长的光照射到物质上都能够被物质吸收,只有当照射光的能量与物质分子的某一能级差恰好相等时,与此能量相应的那种波长的光才能被吸收。被吸收的光的波长和频率与分子的能级差之间有如下关系：
由于不同物质的分子其组成与结构不同,它们所具有的特征能级不同,能级差也不同,所以不同物质对不同波长的光的吸收就具有选择性。
理论上将具有同一波长的光称为单色光,而由不同波长的光组成的光称为复合光。例如白光（日光、白炽灯光等）,就是由400～750 nm 波长范围内的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫光,按一定比例混合而成的复合光。进一步的研究表明,如果把适当的两种色光按一定强度比例混合,也可成为白光,这两种色光称为互补色光。如绿光和紫红色光混合,黄光和蓝光混合,都可以得到白光。为方便记忆,可将可见光谱区分为九种色光,每隔四色即为互补色（见图9-1）。
图9-1 互补色光示意图
当光束照射到某种物质上时,由于对不同波长的光的吸收、透射、反射、折射的程度不同,所以物质呈现某种颜色。当白光照射到物质上时,如果物质对各种波长的光完全吸收,则呈现黑色,如果完全反射,则呈现白色,如果对各种波长的光均匀吸收,则呈现灰色,如果选择地吸收某些波长的光,则呈现反射或透射光的颜色。对溶液来说,溶液呈现不同的颜色是由于溶液中的吸光质点（离子或分子）对不同波长的光具有选择性吸收而引起的。当一束白光通过某一溶液时,如果溶液不吸收可见光,则白光全部通过,溶液呈现无色透明；如果它选择性地吸收了白光中的某种色光,则溶液呈现透射光的颜色。也就是说,溶液呈现的颜色是它吸收光的互补色的颜色。物质呈现的颜色与被吸收光的颜色和波长的关系见表9-2。(www.xing528.com)
表9-2 物质的颜色与吸收光颜色和波长的关系
如果将各种波长的单色光依次通过某一固定浓度的有色溶液,测量每一波长下有色溶液对光的吸收程度（即吸光度,用A 表示）,然后以波长为横坐标,吸光度为纵坐标作图,得到一条曲线,称为吸收曲线或吸收光谱。
图9-2是四种不同浓度的KMn O4溶液的光吸收曲线。由图可知KMn O4对波长为525 nm 附近的绿色光吸收最多,而对红色光和紫色光几乎不吸收,所以KMn O4溶液呈紫红色。吸收曲线中光吸收程度最大处的波长称为最大吸收波长,以λmax表示,如KMnO4的λmax=525 nm。吸收光谱的形状与物质分子结构有关。不同的物质内部结构不同,对各种波长的光产生不同的选择性吸收,因而不同物质具有各自的特征吸收光谱和最大吸收波长。对同一种物质来说,它的吸收曲线是特征的,最大吸收波长是固定不变的,这些特性可作为物质定性分析的依据。同一物质不同浓度的溶液,对一定波长的光,随着其浓度的增加,吸光度也相应增大。若在最大吸收波长处测定吸光度,灵敏度最高,这个特性可作为物质定量分析的依据。光度法进行定量分析的理论基础是光的吸收定律——朗伯-比耳定律。
图9-2 KMnO4溶液的吸收曲线
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