电磁辐射的波动性和微粒性称为电磁辐射的二象性，两者相互补充。事实上已发现电子流和其他基本粒子流也具有波粒二象性。

一、电磁辐射的波动性

电磁辐射具有波动性，如光的折射、衍射、偏振和干涉等，其许多性质可以用经典的正弦波加以描述，因而通常用周期（T)、波长（λ）、频率（γ）和波数（σ）等进行表征。电磁波按所处波长或频率的不同区域，分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线等。电磁辐射可以在空间进行传播，不同波长和频率的电磁辐射在真空中的传播速率都等于光速c(c等于2.998×10⁸m·s^-1)，即

λγ=c

在光谱分析中，波长的单位常用纳米（nm）或微米（μm）表示；频率常用单位赫［兹〕(Hz,s^-1）表示；波长的倒数σ称为波数，常用单位cm^-1，它表示在真空中单位长度内所具有的波的数目，即σ=1/λ。当波长的单位用微米时，波长与波数的关系式为

σλ＝10⁴

表2-1中列出了电磁波谱的主要参数。表中的紫外光区分为远紫外光区和近紫外光区，通常由于空气中的气体成分吸收远紫外光，因此远紫外光区也称为真空紫外光区；红外光区分为近红外光区、中红外光区和远红外光区，实际波谱区通常是合成光学光谱区，常用波数表示“波长”范围；1m（米）=10⁶μm(微米）=10⁹nm（纳米）=10¹⁰ A（埃）=10 ¹²pm（皮米）；光子能量单位为eV（电子伏特），1eV=1.6022×10^-19 J（焦［耳〕），相当于频率γ为2.4186×10^-14 Hz，或波长λ为1.2395×10^-6 m，或波数σ为8067.8cm^-1的光子所具有的能量。能量和波长换算所涉及的常数及换算关系包括：普朗克常数h=6.626×10^-34 J·s；玻耳兹曼常数k=1.381×10^-23J▪K-1；电子的静止质量m=9.109×10^-28 g，电子电荷一e＝一1.602×10^-19 C（库［仑］）。

二、电磁辐射的微粒性

电磁辐射还具有微粒性，表现为电磁辐射的能量不是均匀连续分布在它传播的空间，而是集中在辐射产生的微粒上。因此，电磁辐射不仅具有广泛的波长（或频率、能量）分布，而且由于电磁辐射波长和频率的不同而具有不同的能量和动量，通常用eV表示电磁辐射的能量，1eV为一个电子通过1V电压降时所具有的能量。电磁辐射能量与波长的关系为

E=hv=hc/λ

电磁辐射的动量与波长的关系为

p=hv/c=h/λ

光的吸收、发射和光电效应等，都是电磁辐射的微粒性的现实表现。不同波长或频率区域的电磁波对应不同的量子跃迁，因而以不同波长或频率区域的电磁波为基础建立起来的各种电磁波谱方法也不尽相同。例如，紫外一可见吸收光谱是由分子价电子在电子能级间的跃迁产生的，分子的振动和转动能级的跃迁产生了红外光谱，而X射线衍射是高速运动的电子束轰击原子内层电子的结果。

三、电磁波谱

电磁辐射具有广泛的波长（或频率、能量）分布，将电磁辐射按其波长（或频率、能量）顺序排列，即为电磁波谱。与不同量子跃迁对应的电磁辐射具有不同的波长（或频率、能量）区域，而且产生的机理也不相同。通常以一种量子跃迁为基础可以建立一种电磁波谱方法，不同的量子跃迁对应不同的波谱方法。由电磁辐射提供能量致使量子从低能级向高能级的跃迁过程，称为吸收；由高能级向低能级跃迁并发射电磁辐射的过程，称为发射；由低能级吸收电磁辐射向高能级跃迁，再由高能级跃迁回低能级并发射相同频率电磁辐射，同时存在弛豫现象的过程，称为共振。

例如，分子外层存在电子能级，而每个电子能级存在不同的振动能级，每个振动能级又存在不同的转动能级，因此，基于低电子能级向高电子能级的跃迁可建立紫外一可见吸收光谱，而基于低振动一转动能级向高振动一转动能级的跃迁可建立红外吸收光谱，前者跃迁所涉及的能量对应于紫外一可见波长区域，后者跃迁所涉及的能量对应于红外波长区域。