一、光と物質の相互作用：吸収スペクトルの生成

特定の波長の光が物質に照射されると、分子中の電子は光子エネルギーを吸収し、基底状態から励起状態に遷移する。異なる物質は分子構造の違いにより、光に対する吸収波長（吸収ピーク）と強度（吸光度）がそれぞれ異なる。例えば、ビタミンAなどの共役二重結合構造は280〜320 nm帯で強い吸収を生じるが、Fe³などの金属イオンの錯体は500〜600 nmで特徴的なピークを示す可能性がある。計器はモノクロメータを通じて複合光を単色光に分解し、200-800 nm波長範囲を走査し、物質の各波長光に対する吸収程度を記録し、独特の吸収スペクトル曲線を生成し、物質の「分子指紋」となる。

二、定量分析の基礎：ランベルト・ビルの法則

物質濃度と吸光度との定量的関係は、ランベルト・ビルの法則（A＝εbc）によって記述されている：吸光度（A）は溶液濃度（c）、光路長（b、通常は1 cm比色皿）及びモル吸光係数（ε、物質固有特性）に比例する。例えば、ある物質の510 nmにおけるε値が1.2×10 830 L/（mol・cm）であれば、光路が1 cm、溶液濃度が1×10 830 mol/Lであれば、吸光度A=1.2×10 830×1×1×10 830=0.12である。標準溶液の吸光度を測定し、標準曲線を描くことにより、未知の試料の吸光度に基づいて濃度を反転することができる。

三、スペクトルから本質へ：定性定量分析の応用

定性分析：未知サンプルと既知物質のスペクトル図を比較し、特徴吸収ピーク位置と形状を識別し、物質種類を判断する。例えば、水体中のフェノールを検出する場合、その270 nmにおける吸収ピークは定性的根拠とすることができる。

定量分析：環境モニタリングにおいて、水サンプルの特定波長における吸光度を測定し、標準曲線と結合して汚染物濃度を計算する、生物医薬分野では、280 nmにおける蛋白質の吸光度（チロシン、チロシンなどの芳香族アミノ酸を含むため）を測定することで、その含有量を迅速に推定することができる。

紫外可視分光光度計は物質の光に対する「吸収信号」を捕捉することにより、ミクロ分子構造とマクロ濃度を関連付け、化学、環境、生物などの分野の分析ツールとなる。