光譜是指光波由原子內部運動的電子所產生的現象。不同物質的原子內部電子運動情況不同，因此它們發射的光波也不同。研究光譜的現象和特性具有重要的理論和實際意義，形成了專門的學科——光譜學。
分光鏡的構造原理
分光鏡是用于觀察光譜的工具，其構造原理如圖所示。分光鏡包括平行光管A、三棱鏡P和望遠鏡筒B。平行光管前部設有可調寬度的狹縫S，位于透鏡L1的焦平面處。進入狹縫的光線經透鏡L1折射后變為平行光束，照射至三棱鏡P。不同顏色的光經過三棱鏡后沿著不同的折射方向射出，并在透鏡L2后面的焦平面MN上匯聚成為不同顏色的像（譜線）。通過望遠鏡筒B的目鏡L3可以看到放大的光譜圖像。若在MN位置放置照相底片，則可拍攝下光譜圖像。這種配備攝譜儀的光譜儀器被稱為攝譜儀。
發射光譜
發射光譜指物體發光直接產生的光譜。發射光譜分為兩種類型：連續光譜和明線光譜。連續光譜是一種包含從紅光到紫光的各種色光的光譜，常見于熾熱的固體、液體和高壓氣體。明線光譜則是僅含有不連續的亮線的光譜，常見于稀薄氣體或金屬蒸氣。明線光譜也被稱為原子光譜，可通過光譜管或燃燒固態或液態物質的方法觀測。每種元素的原子都有特定的明線光譜，這些譜線被稱為原子的特征譜線，可用于物質鑒定和研究原子結構。
吸收光譜
吸收光譜是高溫物體發出的白光通過物質時，某些波長的光被物質吸收后產生的光譜。例如，鈉氣的吸收光譜表現為在連續光譜背景下出現的暗線。每種原子的吸收光譜中的暗線均與其發射光譜中的明線相對應。吸收光譜中的譜線同樣是原子的特征譜線，盡管數量較少。
光譜分析
光譜分析是根據光譜來鑒別物質和確定其化學組成的一種方法。它可以利用發射光譜或吸收光譜來進行。光譜分析具有很高的靈敏度和準確性，常用于檢測痕量元素和研究天體化學組成。
彩色光譜及光譜學
彩色光譜是復色光經過色散系統分光后按照波長大小排列而成的圖案。光譜學積累了豐富的知識，并且已經成為一門重要學科。每種原子都有其獨特的光譜，類似于人類的“指紋”。這些光譜線系與原子結構密切相關，是研究原子結構的重要依據。光譜分析不僅可用于物質成分的定性和定量分析，還可應用于地質勘探、天文學等領域。
光譜分類
光譜可根據波長區域、產生本質、產生方式和表觀形態等因素進行分類。常見的光譜類別包括紅外光譜、可見光譜、紫外光譜、原子光譜、分子光譜、發射光譜、吸收光譜和散射光譜等。
自旋
在量子力學中，“自旋”是描述粒子旋轉特性的量。每個粒子都有固定的自旋大小，而自旋軸的方向可以通過量子力學的奇特方式進行改變。自旋是粒子自身固有的屬性，而非由其組成部分繞公共質心的公轉引起。
光譜形式
線狀光譜
線狀光譜由狹窄譜線組成，又稱為原子光譜。單原子氣體或金屬蒸氣所發的光波均為線狀光譜。原子在能級躍遷時輻射出波長單一的光波，雖然實際上這種單色光并不純凈，但仍可在較窄的波長范圍內識別多種波長成分。原子光譜反映了原子的內部結構，可用于元素鑒定和分析。
帶狀光譜
帶狀光譜由一系列光譜帶組成，也稱為分子光譜。分子在其振動和轉動能級間的躍遷會產生帶狀光譜，通常位于紅外或遠紅外區。帶狀光譜的研究有助于理解分子結構。
連續光譜
連續光譜包含了所有波長的光譜，常見于赤熱固體的輻射。同步輻射源和X射線管均可產生連續光譜。
吸收光譜
吸收光譜是在連續光譜背景上出現的暗線或暗帶，由基態原子或分子吸收特定波長的光而躍遷至激發態所致。每種原子或分子都有其標識吸收光譜，可用于研究原子和分子的內部結構。
參考資料 >
為何我們只認定7色光譜?.百家號.2024-10-23
你看得懂顏色的光譜反射率曲線嗎？（干貨）.個人圖書館.2024-10-23
非常有用的光譜分析技術.微信公眾平臺.2024-10-23