スペクトル（読み）すぺくとる（英語表記）spectrum 英語

デジタル大辞泉

スペクトル（〈フランス〉spectre）

１ 可視光および紫外線・赤外線などを分光器で分解して波長の順に並べたもの。
２ 複雑な組成をもつものを成分に分解し、量や強度の順に規則的に並べたもの。「音響スペクトル」「質量スペクトル」

出典　小学館

精選版 日本国語大辞典

スペクトル

1. 〘 名詞 〙 ( [フランス語] spectre ) 可視光をプリズムで分光して現われる赤、橙(だいだい)、黄、緑、青、藍(あい)、紫などの色のついた帯をいう。その色の順が光の波長の順であるところから、一般に雑多なものをその成分の波長や、質量、エネルギー準位など特徴となるある量の大小に従って順に並べたものをいう。比喩的にも用いる。スペクトラム。
   1. [初出の実例]「列車の窓の稜のひととこが プリズムになって日光を反射し 草地に投げられたスペクトル」(出典：春と修羅（1924）〈宮沢賢治〉オホーツク挽歌)

出典　精選版 日本国語大辞典

日本大百科全書(ニッポニカ)

スペクトル
すぺくとる
spectrum 英語
spectre フランス語

可視光線を分光器で分解したときに得られる、波長（周波数）の順に並んだ帯状の光の像のこと。スペクトルという語はラテン語のspectareに由来し、元来は突然出現するものとか、予期しないのに出現するもの、早くいえばお化けのようなものを意味した。現在定着している物理学的な用語としてこの語を導入したのはだれであるか記録のうえでは明確ではないが、おそらくニュートンではないかと思われる。ニュートンの『光学』（1704）第1巻第1部命題2「太陽光は異なった屈折性をもつ光線で構成されている」の一節を抄訳してみよう。「暗い部屋の窓のシャッターに直径約8ミリメートルの丸穴をあけ、そこに三角柱プリズムを頂点を下に床に平行に置いて太陽光を導入し、その屈折像を約5.5メートル離れた壁に投影したところ、幅は5.4センチメートル、上下の長さは25センチメートルの側面はくっきりした直線状で、上下端はぼやけた長方形に近い長楕円(ちょうだえん)形で一端が赤く、続いて黄、緑、青、紫という順に色づいたthe solar image or spectrumが得られた」という記述があり、そこに突然スペクトルという語が飛び出してくる。重要な概念には注意深く定義を与えて使っているニュートンがきわめて気軽にこの語を導入していることから判断すると、スペクトルのもっている物理学上の重要性に対する認識が薄かったのではないかと思われるが、正確な事情は不明である。このスペクトルの研究は、19世紀に入ってウォラストンが太陽スペクトル中に長さの方向と垂直に7本の暗線があることを発見し、フラウンホーファーが今日フラウンホーファー線として知られる数多くの暗線を発表したのに引き続き、続々と今日の分光学の基礎となった研究が展開された。

　現在ではスペクトルという語は可視領域に限らず、電波からγ(ガンマ)線にわたるすべての電磁波領域で、波源からの放射を分解して波長順に並べて整理したものに対して用いられる。スペクトルの外観からは輝線が不連続に配列された線スペクトル、明るい幅のある帯が輝線のかわりに並んだ帯スペクトル、また、太陽光や白熱電球のように連続的に明るく見える連続スペクトルに分類される。これらのように明るく輝いて見えるスペクトルを総称して放出スペクトルあるいは発光スペクトルという。これに対し太陽光スペクトル中に見られるフラウンホーファー線のように明るい背景のなかの暗線または暗帯として観測されるスペクトルを吸収スペクトルという。光を放出したり吸収したりする主体が原子、分子、固体である場合に、それぞれのスペクトルを原子スペクトル、分子スペクトル、固体スペクトルとよんで分類することもよく行われる。分子スペクトルはさらに二原子分子スペクトルと、多原子分子スペクトルとに大別される。また常磁性イオンを含むイオン結晶では電子常磁性共鳴（EPR）スペクトル、原子核のスピン共鳴を利用する核磁気共鳴（NMR）スペクトルも知られている。EPRは電子スピン共鳴（ESR）とよばれることもある。

　また発光させる方法の違いが問題となる場合は火花スペクトル、アークスペクトル、炎光スペクトル、低圧気体放電スペクトル、真空放電スペクトル、無電極放電スペクトルなどに分類される。高温に熱せられた固体から放射される連続スペクトルは熱輻射(ねつふくしゃ)スペクトルであるが、とくに表面の反射率がゼロの黒体からの放射は黒体輻射スペクトルとよばれ重要である。発光は、光源となる原子、分子あるいは固体の中で高いエネルギー準位に励起された状態にある電子が、低いエネルギー準位にある状態へと遷移する際に光が放出される現象として取り扱う。通常はこの遷移は自然に発生するので自然放出とか自発放出によるスペクトルという。これに対し、発光体の周りの空間に同じ波長の光波が存在すると、それに誘導されて遷移が生じ、それに伴って光の放出、吸収が生ずる過程もあると考えなければ理論的に矛盾が生ずることがアインシュタインによって指摘され、誘導放出の存在が明らかとなった。この現象を利用したのがレーザー光であって、レーザー発振スペクトルは自然放出スペクトルとは異なっている。

　スペクトルの観測は、複雑に時間変化する光を周波数成分にフーリエ分解し、各周波数成分の含まれる割合をアナログ的に求める方法であると考えることができる。このような観点から、電磁波以外にも、音波その他の振動現象にフーリエ変換を施し、各振動成分の含まれる割合をグラフにしたものもスペクトルとよぶことがある。また質量分析スペクトルのように質量を大きさの順に並べたものもある。数学ではこれをさらに拡張して、任意の関数をあるベースにとった関数列によって展開した場合の係数をスペクトルとよんでいる。

　光学以外のより一般的な分野では、何かの分布を網羅的にグラフなどで表現したものにも使われる。たとえば、ある極端な意見からそれと相反する意見までを、横軸を「意見」、縦軸を「賛同者」としてグラフ化したものなどがある。

［石黒浩三・久我隆弘　2015年6月17日］

[参照項目] | ウォラストン | 吸収スペクトル | 原子スペクトル | ニュートン | フラウンホーファー | フーリエ変換 | 分子スペクトル | 誘導放出

出典　小学館　日本大百科全書(ニッポニカ)

ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

スペクトル
spectrum

(1) 光や他の電磁波を波長に従って分解し，波長順に並べたもの。波長の違いによって分解するには分光器を用いる。分光器を使って種々の原子，分子の出す光を調べて，それらのエネルギー状態を研究する分光学は現在の量子力学の発展の基礎になった。スペクトルはその形によって連続スペクトル，線スペクトル，帯スペクトルなどに分類される。また，光源から放出される放射スペクトル，物質による吸収を調べる吸収スペクトルなどがある。
(2) 電磁波をその成分の正弦波に分解して波長の順に並べる意味を拡張して，複雑な組成をもつものを単純な成分に分解し，それを特徴づけるある量の大小に従って成分を並べたものをいう。例としては，同位元素を質量によって分解した質量スペクトル，音波を部分音に分解した音響スペクトル，原子や分子のエネルギー準位を大きさの順に並べたエネルギースペクトルなどがある。
(3) 可換環のスペクトル。単位元1をもつ可換環 A の素イデアル（A≠(1)）の集合を，A のスペクトルという。
(4) ノルム環のスペクトル。ノルム環 R の 2元 x，y の間に，演算 x∘y＝x＋y－xy を導入する。ここで，x∘y＝y∘x＝0 となるとき，y を x の準逆元と呼ぶ。いま複素数λの絶対値が x のノルムよりも大であれば，λ^-1x は準逆元
をもつ。x のスペクトルとは，λ^-1x が準逆元をもたないような複素数λの全体のことである。
(5) ベクトル空間 X の線形作用素 A に対して Ax＝λx が成り立つとき，λは固有値，x は固有ベクトルであるが，この固有値の一般化がスペクトルである。A をバナッハ空間 X の線形作用素とし，λを複素数，I を恒等演算子とする。λI－A の逆作用素（λI－A）^-1が存在し，X 全体で定義され連続であるようなλの全体を A のレゾルベント集合ρ（A），またρ（A）に属さないλを A のスペクトルといい，点スペクトル，連続スペクトル，剰余スペクトルからなる。

出典　ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典

改訂新版　世界大百科事典

スペクトル
spectrum

単にスペクトルといった場合，光を分光器などで分解したときの各波長成分の強さの分布，すなわち光スペクトルをいうのがふつうである。本来発光体の波長特性（周波数特性）を表す用語であったが，いまでは発光にかぎらず物質が電磁波と相互作用をした結果現れるさまざまな応答に対して一般的に用いられる。物質のエネルギー準位構造や発光の形態を反映して，離散的スペクトル，バンドスペクトル，連続スペクトルなどがある。

　なお，光にかぎらず時間的に変化する関数のフーリエ分解の結果現れる周波数組成をスペクトルという場合も多い。さらに正弦波分解にかぎらず例えば質量スペクトルというようにその量を特徴づける変数を横軸にとり，分布量を縦軸にとったグラフを指してスペクトル（分布）ということもある。
→光スペクトル
執筆者：清水 忠雄

時系列信号

ランダムに変動する時系列信号x（t）を定常確率過程とみなすことができるとき，その自己相関関数は，R_xx（τ）＝Ex（t）x（t＋τ）と定義される。Eは集合平均を表す期待値オペレーターを意味する。この自己相関関数のフーリエ変換を，その信号のスペクトル関数，あるいはパワースペクトルという。スペクトル関数は角周波数ωあるいは周波数fの関数として表現されるが，一般に非負の値を取る偶関数となる。自己相関関数がδ関数になるような定常確率過程を白色雑音と称するが，そのフーリエ変換は恒等的に1となる関数である。つまり，スペクトルが平たんで，あらゆる周波数成分を均等に含む不規則信号が白色雑音であるということもできる。なお，時系列信号のスペクトル解析を工学の世界に初めて導入し，その重要性を示したのはサイバネティックスの創始者でもあったN.ウィーナーである。
執筆者：有本 卓

出典　株式会社平凡社「改訂新版　世界大百科事典」

百科事典マイペディア

スペクトル(物理)【スペクトル】

（１）光や電磁波を分光装置によって波長の違いに従って分解し，波長の順に並べたもの。線スペクトル，帯スペクトル，連続スペクトル，吸収スペクトルなどに分けられる。（２）一般に複雑な組成をもつものを成分に分解し，それらを特徴づける量の大小の順に並べたもの。音を単純音に分解した音響スペクトル，原子や分子のエネルギー順位の構造を示すエネルギースペクトル，質量スペクトルなど。
→関連項目Ｘ線スペクトル｜回折格子｜回折スペクトル｜キルヒホフ｜原子模型｜黒体放射｜彩度｜直視分光器

出典　株式会社平凡社

ASCII.jpデジタル用語辞典

スペクトル

フォトレタッチソフトのPhotoshopが持つ、カラーテーブル（パレット状に表示されるカラー情報）のひとつ。白色光をプリズムで分光したときに得られる色を基準にしたもの。 画像の色指定に利用される。

出典　ASCII.jpデジタル用語辞典

世界大百科事典（旧版）内のスペクトルの言及

【光スペクトル】より

…光を分光器によって分解したとき，波長または振動数の関数として与えられた光の強度分布をいう。単にスペクトルspectrumと呼ぶことが多い。ニュートンが，プリズムを通した太陽光が赤，だいだい，黄，緑，あい，紫の色光に分解されるのを観測し，これをスペクトルと名付けたのが最初である。…

【関数解析学】より

…この意味でXの共役空間X^*はXと同じと考える。
［ヒルベルト空間におけるスペクトル理論］
　弦や膜のような連続的な媒質の振動を数学的に定式化すると，微分方程式の境界値問題になる。例えば，両端ξ＝0,ξ＝1を固定した密度一定な弦の振動は，境界値問題，　x″＝－μ²x,x(0)＝x(1)＝0　　……(5)　になる。…

【恒星】より

…このことは恒星が扁平な銀河円盤をなして空間分布している事実の現れである。
［年周視差と固有運動］
　星の位置の測定は明るさと色の測光，スペクトル分光とともにもっとも基本的な天文測定である。無限遠にあると考えてもよいほど遠い恒星を基準とすれば，観測される恒星位置の変動は年周視差と固有運動によるものとである。…

【光スペクトル】より

…光を分光器によって分解したとき，波長または振動数の関数として与えられた光の強度分布をいう。単にスペクトルspectrumと呼ぶことが多い。ニュートンが，プリズムを通した太陽光が赤，だいだい，黄，緑，あい，紫の色光に分解されるのを観測し，これをスペクトルと名付けたのが最初である。…

※「スペクトル」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

出典｜株式会社平凡社「世界大百科事典（旧版）」