光的透過和吸收光是具有特定頻率 （波長）的電磁輻射。電磁輻射涵蓋從宇宙射線到無線電波的范圍（圖1-1），通常所說的光指的是紫外光（UV）、可見光和紅外光，波長范圍分別在40~400nm、400~800nm和800nm以上。

    圖1-1 各種電磁輻射的范圍

紫外光是波長為40~400nm的光，又可分為真空紫外（＜200nm）、中紫外 （200~300nm）和近紫外（300~400nm）。在一般光化學研究和光固化應用中有實際意義的是中紫外和近紫外區的紫外光，通常僅劃分為 UVA （315~400nm）、UVB（280~315nm）和 UVC（200~280nm）三個波段。一般的光固化體系中應用較多的是UVA和UVB，集成電路制作的光刻技術中則用到UVC段甚至更短波長的光。光固化涂料應用中常常要考慮深層固化的問題，這是由于光穿過吸光物質時其強度會發生衰減。光衰減的程度可以用比爾朗伯（Beer Lambert）定律描述：

式中，I₀為入射光的光強；I為透射光的光強；ε稱為摩爾消光系數，與被透過物中吸光物質的性質和入射光的波長有關；ｃ為該吸光物質的濃度；l為光程長。留意上式中吸光物質濃度越大，則光衰減越嚴重，因此在實際應用中，過高的光引發劑濃度不利于深層固化。光的吸收其本質是光的能量轉移到吸光物質，使吸光物質分子由低能量狀態轉化到高能量狀態，例如從基態到激發態。吸收的能量與光的波長有如下關系：

∆Ｅ＝ｈν＝ｈｃ/λ

式中，∆Ｅ 為 分 子 激 發 態 和 基 態 的 能 級 差，單 位 Ｊ；ｈ 為Planck常數，其值為6.62×10^-34Ｊ·ｓ；ν為光的頻率，單位ｓ；ｃ為光速，其值為３×１０⁸m/s＝３×１０¹⁷nm/s；λ為光的波長，單位nm。可見，波長越短則能量越高。紫外光波長比可見光短，因此,其能量較高，會對生物細胞產生破壞作用，所以應盡量避免紫外光對皮膚的輻照。遠紫外線能量高，可用來殺菌消毒，通常用的殺菌燈就是主波長為200~300nm的紫外燈。

二、光化學的幾個概念

生色團 雖然光的吸收是一個分子整體的性質，但在有機分子中常常可將某一原子或原子集團看作是光吸收的一個單元，稱之為生色團 （或發色團）。典型的有機生色團有C=C,C=O和芳香基團等。表1-1列出了一些重要的有機生色團的最大吸收波長、消光系數和激發類型。我們可以利用物質的吸光性估計或判斷分子含有怎樣的生色團。反過來，也常常通過在分子中引入特定的生色團，從而改變物質的吸光特性。

表１-１ 一些重要的生色團的最大吸收波長 （λ_max）、 消光系數 （ε_max）和激發類型

在光引發劑的分子設計中，常常通過改變生色團的結構而實現其作用波長的改變。 量子產率 一個光化學反應的量子產率Φ （或量子效率）可以定義為每吸收一個量子所產生的反應物的分子數，這通常是對于特定的波長而言，即

Φ＝（生成產物的分子數）／（吸收的量子數）

同樣，也可以將量子產率定義為每吸收一個量子發生反應的分子數。

量子產率的測定對于了解光化學反應的過程和機理非常重要，例如，Φ＞１表示存在著鏈式反應。另外，對于光引發劑的引發效率，量子產率是一個重要的衡量指標。

激發態和電子躍遷 分子可因受熱而獲得進行化學反應所必需的活化能，而光化學反應的活化能是由分子吸收光能而獲得的，兩種反應所依據的基本化學理論沒有根本的區別，但兩者在發生反應時分子的電子排布是完全不同的。熱化學反應時分子處于基態，而光化學反應時分子處于激發態。

分子吸收光能后處于較低能級軌道的電子可以向較高能級的軌道躍遷，從而生成激發態分子。這種躍遷必須服從一定的規則。服從這些規則的躍遷是 “允許躍遷”，否則是 “禁阻躍遷”。圖１-２中用箭頭示出了４種可能的躍進。

   圖1-2 4種可能的電子躍進

必須指出的是，所謂 “禁阻躍遷”實際上并不是完全不能發生，只是其發生的概率很小，表現為其消光系數ε值很小，例如n→π�曹S遷是一種 “禁阻躍遷”，其ε約為10~100L·mol^-1·cm-¹。

激發態分子具有較高的能量，它們相對于基態而言是不穩定的，可以通過各種途徑失去能量而回到基態，這稱為失活。如果在失活過程中分子未發生變化，即回到基態的分子是原來的分子，則此過程稱為光物理過程；如果分子在激發態發生了化學反應，此時回到基態的分子已不是原來的分子，則此過程為光化學（反應）過程。

激發單線態和激發三線態 電子具有自旋，兩個電子的自旋方向可以相同 （即自旋平行），也可以相反（即自旋反平行），分別對應于三線態和單線態。通常以T表示三線態，以S表示單線態。幾乎所有的分子在其基態時電子都是配對 （自旋反平行）的，即處于單線態，一般以S₀表示。然而激發態分子是由原來配對的2個電子之一躍遷到較高的能級形成的，這2個電子的自旋可能是平行的，也可能是反平行的，相應地稱為激發三線態 （T₁）和激發單線態 （S₁）。

圖1-3表示電子躍遷時自旋的情況

三線態的能級常低于單線態的能級，但在分子吸收光能而產生的電子激發態多為單線態，這是因為分子激發時若其多重度保持不變則此躍遷的概率最大。