전자기(EM) 방사선은 경로에 있는 물질과 상호 작용할 수 있는 매체를 통해 전파되는 진동 전기장 및 자기장으로 간주될 수 있습니다. 방사선의 전기장은 물질의 원자나 분자의 전하와 상호 작용할 수 있습니다. 반면에 자기장은 원자핵의 자기장과 상호 작용할 수 있습니다. 전자기 방사선과 물질 사이의 상호 작용에 대한 연구는 분광학으로 수행됩니다. 분광학은 EM 방사선이 물질과 어떻게 상호 작용하는지에 대한 연구로, 주로 물질이 빛을 흡수하고 방출하는 방식에 중점을 둡니다. 이 과정을 통해 관련 물질의 원자 및 분자 구조에 대한 고유한 정보를 밝혀내고 화학적 구성과 특성에 대한 통찰력을 제공합니다.

EM 복사는 파동인 동시에 입자로 간주될 수 있습니다. 이는 강도(I) 및 진폭(A)과 같은 파동의 특성으로 특징지어질 수 있습니다. 그러나 물질과의 상호 작용은 종종 기본 입자인 광자의 관점에서 생각됩니다. 강도(또는 방사조도)는 특정 시간 간격 동안 특정 물질 영역을 공격하는 광자의 수입니다. 파동의 진폭은 파동의 정점과 파동의 평형점 사이의 거리입니다. 방사선의 강도는 진폭의 제곱에 정비례합니다.

EM 방사선은 상호작용 없이 물질을 통해 전달될 수 있습니다. 이 경우 물질 안으로 들어가는 방사선과 물질에서 나오는 방사선의 강도와 에너지는 동일합니다. EM 방사선과 물질 사이의 상호 작용은 다양한 방식으로 발생할 수 있습니다. 어떤 경우에는 투과가 발생하여 방사선이 변경 없이 물질을 통과하여 나갈 때 동일한 강도와 에너지 수준을 유지합니다. 반사와 산란은 방사선이 다시 소스로 향하거나 무작위로 분산되는 다른 상호 작용 유형입니다. 에너지는 변하지 않을 수도 있고(탄력적), 변할 수도 있습니다(비탄력적). 또 다른 중요한 상호작용은 물질이 방사선으로부터 에너지를 흡수하여 전달되는 방사선의 강도를 감소시키는 흡수입니다. 방출은 흡수된 에너지가 나중에 물질에 의해 방출될 때 발생하며 종종 다른 파장의 빛으로 방출됩니다.

이러한 상호 작용을 분석하기 위해 연구 및 산업에서는 적외선(IR) 분광학, 자외선-가시광선(UV-Vis) 분광학, 핵자기 공명(NMR) 분광학, 질량 분석법(MS) 등 다양한 분광학 기술이 사용됩니다. 각 기술은 분자 구조에 대한 고유한 창을 제공하여 화합물의 정확한 식별과 복잡한 화학 시스템의 상세한 분석을 가능하게 합니다.