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光谱学的发展和应用光谱学是研究物质与辐射的相互作用及其可见和不可见的光谱特性的学科。
早在19世纪，德国科学家菲涅尔提出了光的波动理论，开创了光谱学研究的先河。
而在20世纪初，建立在电磁学理论基础上的量子力学理论为光谱学的发展带来了新的契机。
随着技术的进步和理论模型的完善，光谱学已经成为了现代化学、物理甚至生命科学中不可或缺的技术和研究手段。
一、光谱学的基本原理在光谱学中，物质与辐射的相互作用分为两种情况，分别是吸收和发射。
当物质吸收一定波长的辐射时，会发生能量转移，分子内的电子转移到更高能级的轨道上，生成的光谱称为吸收光谱。
而发射光谱则是当物质受到激发时，快速从高能级向低能级跃迁放出一定波长的光辐射，产生的光谱称为发射光谱。
在实际应用中，光谱学主要基于两种探测方式，一种是使用可见光、红外线等辐射照射物质，通过检测对应波长的吸收或发射的光谱信号来得到物质的结构和组成信息，常见的诸如原子吸收光谱法、拉曼光谱和荧光光谱等都是基于这种方式。
另一种则是使用粒子流、电子束等粒子束辐照，检测物质与粒子流的相互作用，例如反冲核光谱和质谱等。
二、光谱学的发展历程早在18世纪初期，英国物理学家威廉·赫歇尔首次观察到了可见光谱，并发现了太阳光谱中的黑线。
后来菲涅尔提出了光的波动理论，使光谱学得到了物理学的解释和分析，同时也为红外光谱学的提出奠定了基础。
20世纪初，量子力学理论的发展更加深化了对光谱学的理解，为光谱学的应用提供了新的契机。
从1900年代开始，天文学家和化学家们开始用分光镜来研究光的性质和产生光谱的物质。
此后，光谱学一直是化学和物理学等学科中的重要分支，被广泛应用于材料科学、药学、冶金等领域。
二战后，光谱学得到了空前的发展。
由美国化学家科尔、门索、欧森菲斯等发明的红外光谱技术为有机化学、高分子化学和材料科学等领域的研究提供了重要的分析手段，被广泛应用于天然药物、食品分析、石油化工等行业。
此外，核磁共振、电子自旋共振和拉曼光谱等技术的发展也为生物医学和药物设计等领域提供了新的分析手段。
光谱分析的诞生19世纪光的波动性理论的复兴，促使人们利用它的概念和原理对光谱问题进行深人的研究，导致了光谱分析的诞生。
对明线光谱规律的探索，为后来玻尔提出原子理论提供了经验素材。
一、光谱的早期研究对光谱的研究可追溯到牛顿，他于1666年首先发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带称为光谱。
在以后的近一百年内这方面进展甚微。
有文献记载的只有英国人梅耳维尔（Thomas Melvill，1726～1753），1748～1749年间他用棱镜观察了多种材料放进酒精灯火中所产生的光谱，其中包括钠的黄线。
1801年英国化学家沃拉斯顿（William Hyde Wollaston，1766～1828）首先观察到太阳光谱的不连续性，发现其中有多条暗线，但他误认为这些暗线是太阳光谱中各种色光的分界线，没有作进一步的研究。
1814年德国物理学家夫琅和费（Joseph von Frannhofer，1787～1826）为了测定玻璃折射率和色散，以作为制造消色差透镜的基础，对太阳光谱进行了仔细的观测。
他在太阳光谱中发现了大量的暗线，推断它们来自太阳，并选取在主要颜色部位的8条线，命名为A、B、……H，这些暗线后来成为比较不同玻璃折射率的标准。
他还发现这些暗线不仅仅在直接从太阳射来的光中可以看到，而且在从月亮、行星及地上物体上反射出的太阳光中都可发现。
由此他推断暗线的来源是太阳。
夫琅和费在1821～1822年间还详细研究了光的衍射现象，利用光的波动理论研究出了从衍射图样求波长的方法，测定了太阳光谱中主要暗线的波长。
他还发明了衍射光栅，将金箔贴在玻璃板上，用金刚石在金箔上刻划出多条平行线，为光谱的观察创造了新的良好设备，为光谱分析的定量研究开辟了道路。
二、光谱分析的诞生在夫琅和费之后，许多人对光谱进行了实验研究，认识到光谱与物质的化学成分有关，导致光谱分析的诞生。
1832年布儒斯特发现透过发烟硝酸的太阳光的光谱中有暗线的光谱带。
红外光谱发展史雨后天空出现的彩虹，是人类经常观测到的自然光谱。
而真正意义上对光谱的研究是从英国科学家牛顿(Newton) 开始的。
1666 年牛顿证明一束白光可分为一系列不同颜色的可见光，而这一系列的光投影到一个屏幕上出现了一条从紫色到红色的光带。
牛顿导入“光谱”（spectrum）一词来描述这一现象。
牛顿的研究是光谱科学开端的标志。
从牛顿之后人类对光的认识逐渐从可见光区扩展到红外和紫外区。
1800 年英国科学家W. Herschel 将来自太阳的辐射构成一副与牛顿大致相同的光谱，然后将一支温度计通过不同颜色的光，并且用另外一支不在光谱中的温度计作为参考。
他发现当温度计从光谱的紫色末端向红色末端移动时，温度计的读数逐渐上升。
特别令人吃惊的是当温度计移动到红色末端之外的区域时，温度计上的读数达到最高。
这个试验的结果有两重含义，首先是可见光区域红色末端之外还有看不见的其他辐射区域存在，其次是这种辐射能够产生热。
由于这种射线存在的区域在可见光区末端以外而被称为红外线。
（1801 年德国科学家J.W. Ritter 考察太阳光谱的另外一端，即紫色端时发现超出紫色端的区域内有某种能量存在并且能使AgCl 产生化学反应，该试验导致了紫外线的发现。
1881年Abney 和Festing 第一次将红外线用于分子结构的研究。
他们Hilger光谱仪拍下了46个有机液体的从0.7到1.2微米区域的红外吸收光谱。
由于这种仪器检测器的限制，所能够记录下的光谱波长范围十分有限。
随后的重大突破是测辐射热仪的发明。
1880年天文学家Langley在研究太阳和其他星球发出的热辐射时发明一种检测装置。
该装置由一根细导线和一个线圈相连，当热辐射抵达导线时能够引起导线电阻非常微小的变化。
而这种变化的大小与抵达辐射的大小成正比。
这就是测辐射热仪的核心部分。
用该仪器突破了照相的限制，能够在更宽的波长范围检测分子的红外光谱。
采用NaCl作棱镜和测辐射热仪作检测器，瑞典科学家Angstrem第一次记录了分子的基本振动（从基态到第一激发态）频率。
金属材料光谱分析技术金南辉浙江省特种设备检验研究院2011年11月目录一、光谱分析概述二、看谱镜（看谱分析仪）分析技术三直读光谱分析技术三、直读光谱分析技术四、射线荧光分析技术五、射线荧光分析与电弧光谱分析比较六、光谱分析的注意事项、七、光谱分析发现的常见问题八压力管道安装监检光谱复查重点八、压力管道安装监检光谱复查重点九、光谱分析的重要性光谱分析概述☐1、光谱分析发展史☐2、原理3分类☐3、分类☐4、精度1、第一阶段：定性分析☐17世纪，牛顿利用三棱镜观察到了太阳光谱。
☐19世纪初，Wollaston采用狭缝分光装置获得了清晰的光谱线。
☐1826年，Talbot研究了钠、锂等元素的谱线，提出了元素特征光谱的概念。
☐1860年Krichhoff和Bunsen把分光镜用于化学分析，并确定和证实了各种物质都有自己的特征光谱。
通过观察了大气层的吸收光谱，指出在太阳连续光谱中的大量黑线是由于大气层的吸收光谱指中的的，并指出根据这些光谱可测定大气层的化学成分。
19世纪80年代R l nd成功地刻出了较好的光栅提高了测量☐19世纪80年代，Rowland成功地刻出了较好的光栅，提高了测量谱线波长的精度。
1913年Bohr提出原子结构理论为光谱分析提供了理论基础☐1913年Bohr提出原子结构理论为光谱分析提供了理论基础。
☐2、第二阶段：定量分析☐1920年，De Gramont建立了定量分析方法，Gerlanh提出了内标原理，后经适当修改成为准，确的定理，奠定了光谱定量分析的基础。
1930年罗马金和赛伯分别提出了定量分析的经☐1930年，罗马金和赛伯分别提出了定量分析的经验公式，建立了光谱定量分析的理论基础，门捷里斯塔姆进行了些有关谱线强度与元素含量之里斯塔姆进行了一些有关谱线强度与元素含量之间关系的理论推导。
棱镜光谱仪光栅光谱仪分别在40年代和50年代☐棱镜光谱仪，光栅光谱仪分别在40年代和50年代得到了快速发展。
光谱学发展史范文光谱学是一门研究物质与光的相互作用的学科，通过研究光与物质相互作用的现象和规律，可以了解物质的结构、组成和性质。
光谱学的发展史可以追溯到古代的观测天体光谱的初步实践，到现代的精细测量和分析技术的发展。
本文将以时间顺序介绍光谱学的发展历程。
1.古代光谱学古代光谱学的起源可以追溯到公元前3000年左右的古埃及和美索不达米亚文明。
当时，人们开始观察天空中的天体，并关注到它们发出的光谱。
然而，由于缺乏精密的观测和分析设备，古代光谱学的发展进展缓慢。
2.中世纪与文艺复兴时期在中世纪和文艺复兴时期，光谱学的发展受到了天文学和光学研究的推动。
著名的天文学家伽利略·伽利雷通过望远镜观测到了许多天体的光谱，并开始研究光的折射和反射现象。
3.17世纪的关键突破在17世纪，光谱学取得了一些关键的突破，主要由光学实验和理论研究推动。
伊萨克·牛顿通过实验研究，发现白光经过三棱镜分解成一系列带状光谱，从而提出了色散理论和彩虹的形成原理。
他还设计了第一个反射式望远镜，使用光栅技术测量光谱，从而进一步加深了对光谱现象的理解。
4.19世纪的光谱分析在19世纪，光谱学得到了快速的发展，尤其是光谱分析的研究。
著名的化学家吉罗尔莫·加辛达通过研究色素和染料的光谱，提出了各种光谱和化学组成之间的关系。
他还发现了独特的光谱特征，开创了光谱分析的新时代。
5.原子光谱与量子力学理论20世纪初，光谱学研究进入了一个新的时代。
基于对氢原子光谱的研究，尤利乌斯·冯·鲍曼提出了量子理论以解释光谱线的性质，建立了原子物理学的基础。
此后，人们开始研究其他元素的光谱，并发现了许多独特的光谱特征，为元素的识别和分析提供了重要依据。
6.天体光谱学和宇宙学20世纪以来，随着望远镜和探测器技术的不断进步，天体光谱学和宇宙学成为光谱学研究的重要领域。
通过研究天体光谱，人们可以了解星系、恒星和行星的组成和演化。
光谱的研究解析光谱的研究一、历史的回顾在4.3节我们介绍过牛顿的色散实验。
可以说，光谱学的历史就是从这里开始的。
不过牛顿并没有观察到光谱谱线，因为他当时不是用狭缝，而是用圆孔作光阑。
据说当时他也曾想到用狭缝，但他委托助手来做这部分实验，而助手不了解他的意图，因而失去了发现的机会。
以后一百多年这方面并没有重大进展。
在文献上记载的只有英国的梅耳维尔（ThomasMelvill，1726—1753）。
1748—49年间，他用棱镜观察了多种材料的火焰光谱，包括钠的黄线。
直到1800年，赫谢尔（WilliamHerschel，1738—1822）测量太阳光谱中各部分的热效应，发现红端辐射温度较高，他注意到红端以外的区域，也具有热效应，从而发现了红外线。
1801年，里特（JohannWilhelmRitter，1776—1810）发现了紫外线，他从氯化银变黑肯定在紫端之外存在看不见的光辐射。
他还根据这一化学作用判断紫外线比可见光具有更高的能量。
1802年，沃拉斯顿（William HydeWollaston，1766—1828）观察到太阳光谱的不连续性，发现中间有多条黑线，但他误认为是颜色的分界线。
1803年，托马斯·杨进行光的干涉实验，第一次提供了测定波长的方法。
德国物理学家夫琅和费（Joseph vonFraunhofer，1787—1826）在光谱学上作过重大贡献。
他对太阳光谱进行过细心的检验，1814—1815年，他向慕尼黑科学院展示了自己编绘的太阳光谱图，内有多条黑线，并对其中八根显要的黑线标以A至H等字母（人称夫琅和费线），这些黑线后来就成为比较不同琉璃材料色散率的标准，并为光谱精确测量提供了基础。
是他发明了衍射光栅。
开始他用银丝缠在两根螺杆上，做成光栅，后来建造了刻纹机，用金钢石在玻璃上刻痕，做成透射光栅。
他用自制的光栅获得D线的波长为0.00058877毫米。
其后，光谱的性质逐渐被人们认识，并受到了重视。
光谱分析的发展光谱分析法是测定物质与电磁辐射相互作用时所产生的发射、吸收辐射的波长和强度进行定性、定量和结构分析的方法。
光谱分析是近几十年发展起来的，当今发展迅速、方法门类众多，能够适应各个领域所提出的新任务，已成为现代分析的重要方法：1、原子发射光谱法1859年基尔霍夫、本生研制了第一台用于光谱分析的分光镜，实现了光谱检验；1900年普朗克提出了“量子化”概念并于1918年因创立量子论、发现基本量子获诺贝尔物理学奖；1905年爱因斯坦提出了光量子假说并于1921年因“光的波粒二象性”这一成就获得诺贝尔物理学奖，他们的理论为光谱分析的发展奠定了坚实的理论基础。
20世纪30年代建立了光谱定量分析法。
20世纪60年代以后原子发射光谱得到迅速发展，期间主要应用火焰、电弧及电火花等激发光源，在发现新元素、促进原子结构理论的发展及其在各种无机材料定性分析中发挥了重要作用。
20世纪70年代以来，应用了电感耦合高频率等离子体焰炬、激光等新型激发光源。
2、原子吸收光谱法1802年，伍朗斯顿在研究太阳连续光谱时发现了太阳连续光谱中有暗线。
1817年福劳霍费在研究太阳连续光谱时，再次发现了这些暗线，将这些暗线称为福劳霍费线。
1860年，本生和克希荷夫证明太阳连续光谱中的暗线，正是太阳大气圈中的钠原子对太阳光谱中的钠辐射吸收的结果。
1955年澳大利亚的瓦尔西发表了论文《原子吸收光谱在化学分析中的应用》奠定了原子吸收光谱法的理论基础；50年代末和60年代初，Hilger，Varian Techtron及Perkin-Elmer公司先后推出了原子吸收光谱商品仪器，发展了瓦尔西的设计思想。
1961年里沃夫发表了非火焰原子吸收法的研究工作。
1965年威尔斯将氧化亚氮—乙炔火焰成功地用于火焰原子吸收光谱法中，使可测定的元素达到了70个之多。
近年来，使用电视摄像管做多元素分析鉴定器，结合中阶梯光栅，设计了用电子计算机控制测定多元素的原子吸收分光光度计，为解决同时测定多种元素的问题开辟了新的途径。
原子光谱学的历史
原子光谱学是研究原子在特定条件下吸收和发射光辐射的学科，其历史可以追溯到18世纪末。
以下是原子光谱学的主要历史
发展：
1. 18世纪末至19世纪初：最早的原子光谱研究可以追溯到约
瑟夫·冯·弗拉·荷夫和威廉·海因里希·沃斯坎宁的工作。
他们分
别发现了氢原子和其它元素的光谱现象，并提出了一些基本规律。
2. 19世纪：光谱学的研究进一步深入。
格罗特里安·基尔霍夫、安格斯特·昂斯特罗姆和他们的学生们通过观察氢原子和其它
元素的光谱，提出了基尔霍夫规则和昂斯特罗姆定律，对光谱线的频率和波长的关系进行描述。
3. 20世纪上半叶：量子力学的出现使得原子光谱学得到了更
加严谨的理论解释。
尤金·鲍尔和亚伯拉罕·彼得·里特在1920
年代提出了量子力学描述原子结构的模型，这一模型能够解释光谱线的位置和强度。
4. 20世纪中叶：原子光谱学在天体物理学和化学中的应用得
到了广泛发展。
研究人员通过观察星系和星际空间中的光谱，发现了一些新的元素和物质。
5. 近现代：随着科学技术的进步，原子光谱学的应用范围进一步扩大。
包括激光光谱学、原子吸收光谱法等在内的新技术不断涌现，为物质分析、环境监测等领域提供了强大的工具。
总之，原子光谱学的历史经历了对光谱现象的观察和实验研究、基于量子力学的理论解释以及应用的不断发展和创新，其研究成果为我们深入理解原子结构和物质性质提供了重要依据。
光谱学发展简史范文光谱学是研究物质与电磁辐射相互作用的学科，它的发展与我们对光的理解和应用有着密切的关系。
以下是光谱学发展的简史：1.17世纪早期1666年，英国科学家牛顿通过将光线透过三棱镜，首次发现了光的分光现象。
他观察到，透过三棱镜后的光线会分解成不同颜色的光谱，这引发了对光性质的研究。
2.18世纪18世纪初期，瑞士科学家哈特尔首先提出了光谱的颜色对应于不同波长的观念，并用红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七个颜色来描述光谱的不同部分。
同时，法国科学家菲涅耳和杨氏差别原则奠定了光的波动理论的基础。
3.19世纪19世纪初，德国科学家冯·爱立信经由干涉实验，首次察觉到不同颜色的光具有不同的波长。
因此，他提出了光的波动理论，并用波长来描述光的特性。
他还发现透射光、反射光和散射光的光谱线性特性。
随着科学技术的进步，光谱学在19世纪的后半期取得了重要的突破。
3.1哈索尔特发现光谱的化学分析（1814年）英国科学家哈索尔特发现氢气使用火焰进行燃烧时，产生的光谱显示出一系列的亮色。
这些亮色线条的位置和形状取决于气体的成分，这就是后来用于化学分析的光谱法的基础。
3.2精确测定光谱线位置（1859年）德国物理学家基尔霍夫发明了光谱仪，并使用此仪器进行了大量光谱测量的实验。
这些实验使他能够确定各个光谱线的位置，从而为光谱学的精确测量和分析奠定了基础。
3.3米歇尔逊的干涉光谱仪（1881年）美国科学家米歇尔逊发明了干涉光谱仪，这种仪器可用于测量光的波长，凭借这一发明，他开创了干涉光谱学。
干涉光谱学不仅能够测量光的波长，还可以从光的干涉图案中获得更多有关光的信息，如相位和振幅。
4.20世纪20世纪推动了光谱学的更多发展和应用。
4.1基础理论的进一步发展量子力学的出现推动了对光的行为和光谱现象的更深入研究。
爱因斯坦提出了光子的概念，并用其解释了光电效应。
玻尔发明了原子模型，用于解释氢原子的光谱以及其他物质的光谱特性。
光谱的研究历程和成果通过恒星的颜色可以确定恒星表面的温度。
然而，星光所携带的信息，远不仅限于恒星表面温度。
1665年，牛顿曾经做过一项在物理学史上具有划时代重要意义的实验。
他让通过小孔进来的一束太阳光照射到玻璃三棱镜上，在棱镜后面的纸屏上出现了红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光组成的彩虹。
他得出结论说，白光是由各种颜色的单色光混合而成的，是“复合光”。
牛顿把这些按顺序排列的单色光称为“光谱”，这实际上开创了物理光学的一个崭新时代。
1814－1815年间，在德国光学仪器专家夫琅和费在研究太阳光中的“暗线”方面有了重大的进展。
在此之前，他知道另一位德国科学家屋拉斯顿在太阳中光发现过某些暗的条纹，于是他着手重复牛顿和屋拉斯顿做过的实验。
由于夫琅和费使用的仪器比他的前人发展得更先进、更精密，他得到的光谱是被放大了很多倍的而有利于仔细地分析与观察。
夫琅和费得到了太阳光谱中的多达 700条不等间隔的暗线（今天天文学家们观察到的太阳光谱暗线已达约一百万条）。
直到现在，我们仍称这些太阳光谱中的暗线叫“夫琅和费线”。
但是，尚未解决的问题是，夫琅和费线是怎样形成的，它们的物理意义是什么，人们对此在一段长时间内却未找到答案。
1856年，德国物理学家克希霍夫和他的同事、化学家本生，在研究向本生发明的“本生灯”的白色火焰中撒入不同的化学物质时形成的彩色火焰的光谱时，发现不同的化学物质都有它自己的特征谱线。
物质的这些特征谱线，又反过来可以作为我们识别这种物质的重要线索和“证据”。
他们还发现，太阳光谱中的最醒目的暗线“D 线”，是太阳外层大气中的钙对连续谱的吸收效应的结果。
这一研究成果使天文学家们受到了启发。
他们设想，分析来自天体的光，通过研究谱线的不同波长，并将其与地球上实验室中得到的不同物质的特征谱线波长相比较，就有可能确定该天体中含有的元素种类及含量的多少（含量与谱线强度有关）。
这种光谱分析方法是现代天体物理学的主要实验基础之一。
光谱学发展简史
光谱学是光学的一个分支学科，它主要研究各种物质的光谱的产生及其同物质之间的相互作用。
光谱是电磁辐射按照波长的有序排列，根据实验条件的不同，各个辐射波长都具有各自的特征强度。
通过光谱的研究，人们可以得到原子、分子等的能级结构、能级寿命、电子的组态、分子的几何形状、化学键的性质、反应动力学等多方面物质结构的知识。
但是，光谱学技术并不仅是一种科学工具，在化学分析中它也提供了重要的定性与定量的分析方法。
光谱学的发展简史
光谱学的研究已有一百多年的历史了。
1666年，牛顿把通过玻璃棱镜的太阳光分解成了从红光到紫光的各种颜色的光谱，他发现白光是由各种颜色的光组成的。
这是可算是最早对光谱的研究。
其后一直到1802年，渥拉斯顿观察到了光谱线，其后在1814年夫琅和费也独立地发现它。
牛顿之所以没有能观察到光谱线，是因为他使太阳光通过了圆孔而不是通过狭缝。
在1814～1815年之间，夫琅和费公布了太阳光谱中的许多条暗线，并以字母来命名，其中有些命名沿用至今。
此后便把这些线称为夫琅和费暗线。
实用光谱学是由基尔霍夫与本生在19世纪60年代发展起来的；他们证明光谱学可以用作定性化学分析的新方法，并利用这种方法发现了几种当时还未知的元素，并且证明了太阳里也存在着多种已知的元素。
从19世纪中叶起，氢原子光谱一直是光谱学研究的重要课题之一。
在试图说明氢原子光谱的过程中，所得到的各项成就对量子力学法则的建立起了很大促进作用。
这些法则不仅能够应用于氢原子，也能应用于其他原子、分子和凝聚态物质。
氢原子光谱中最强的一条谱线是1853年由瑞典物理学家埃斯特朗探测出来的。
此后的20年，在星体的光谱中观测到了更多的氢原子谱线。
1885年，从事天文测量的瑞士科学家巴耳末找到一个经验公式来说明已知的氢原子诺线的位置，此后便把这一组线称为巴耳末系。
继巴耳末的成就之后，1889年，瑞典光谱学家里德伯发现了许多元素的线状光谱系，其中最为明显的为碱金属原子的光谱系，它们也都能满足一个简单的公式。
尽管氢原子光谱线的波长的表示式十分简单，不过当时对其起因却茫然不知。
一直到1913年，玻尔才对它作出了明确的解释。
但玻尔理论并不能解释所观测到的原子光谱的各种特征，即使对于氢原子光谱的进一步的解释也遇到了困难。
能够满意地解释光谱线的成因的是20世纪发展起来的量子力学。
电子不仅具有轨道角动量，而且还具有自旋角动量。
这两种角动量的结合便成功地解释了光谱线的分裂现象。
电子自旋的概念首先是在1925年由乌伦贝克和古兹密特作为假设而引入的，以便解释碱金属原子光谱的测量结果。
在狄喇克的相对论性量子力学中，电子自旋(包括质子自旋与中子自旋)的概念有了牢固的理论基础，它成了基本方程的自然结果而不是作为一种特别的假设了。
1896年，塞曼把光源放在磁场中来观察磁场对光三重线，发现这些谱线都是偏振的。
现在把这种现象称为塞曼效应。
次年，洛伦兹对于这个效应作了满意的解释。
塞曼效应不仅在理论上具有重要意义，而且在应用中也是重要的。
在复杂光谱的分类中，塞曼效应是一种很有用的方法，它有效地帮助了人们对于复杂光谱的理解。
光谱学的内容
根据研究光谱方法的不同，习惯上把光谱学区分为发射光谱学、吸收光谱学与散射光谱学。
这些不同种类的光谱学，从不同方面提供物质微观结构知识及不同的化学分析方法。
发射光谱可以区分为三种不同类别的光谱：线状光谱、带状光谱和连续光谱。
线状光谱主要产生于原子，带状光谱主要产生于分子，连续光谱则主要产生于白炽的固体或气体放电。
现在观测到的原子发射的光谱线已有百万条了。
每种原子都有其独特的光谱，犹如人的指纹一样是各不相同的。
根据光谱学的理论，每种原子都有其自身的一系列分立的能态，每一能态都有一定的能量。
我们把氢原子光谱的最小能量定为最低能量，这个能态称为基态，相应的能级称为基能级。
当原子以某种方法从基态被提升到较高的能态上时，原子的内部能量增加了，原子就会把这种多余的能量以光的形式发射出来，于是产生了原子的发射光谱，反之就产生吸收光谱。
这种原子能态的变化不是连续的，而是量子性的，我们称之为原子能级之间的跃迁。
在分子的发射光谱中，研究的主要内容是二原子分子的发射光谱。
在分子中，电子态的能量比振动态的能量大50～100倍，而振动态的能量比转动态的能量大50～100倍。
因此在分子的电子态之间的跃迁中，总是伴随着振动跃迁和转动跃迁的，因而许多光谱线就密集在一起而形成带状光谱。
从发射光谱的研究中可以得到原子与分子的能级结构的知识，包括有关重要常数的测量。
并且原子发射光谱广泛地应用于化学分析中。
当一束具有连续波长的光通过一种物质时，光束中的某些成分便会有所减弱，当经过物质而被吸收的光束由光谱仪展成光谱时，就得到该物质的吸收光谱。
几乎所有物质都有其独特的吸收光谱。
原子的吸收光谱所给出的有关能级结构的知识同发射光谱所给出的是互为补充的。
一般来说，吸收光谱学所研究的是物质吸收了那些波长的光，吸收的程度如何，为什么会有吸收等问题。
研究的对象基本上为分子。
吸收光谱的光谱范围是很广阔的，大约从10纳米到1000微米。
在200纳米到800纳米的光谱范围内，可以观测到固体、液体和溶液的吸收，这些吸收有的是连续的，称为一般吸收光谱；有的显示出一个或多个吸收带，称为选择吸收光谱。
所有这些光谱都是由于分子的电子态的变化而产生的。
选择吸收光谱在有机化学中有广泛的应用，包括对化合物的鉴定、化学过程的控制、分子结构的确定、定性和定量化学分析等。
分子的红外吸收光谱一般是研究分子的振动光谱与转动光谱的，其中分子振动光谱一直是主要的研究课题。
分子振动光谱的研究表明，许多振动频率基本上是分子内部的某些很小的原子团的振动频率，并且这些频率就是这些原子团的特征，而不管分子的其余的成分如何。
这很像可见光区域色基的吸收光谱，这一事实在分子红外吸收光谱的应用中是很重要的。
多年来都用来研究多原子分子结构、分子的定量及定性分析等。
在散射光谱学中，喇曼光谱学是最为普遍的光谱学技术。
当光通过物质时，除了光的透射和光的吸收外，还观测到光的散射。
在散射光中除了包括原来的入射光的频率外(瑞利散射和廷德耳散射)，还包括一些新的频率。
这种产生新频率的散射称为喇曼散射，其光谱称为喇曼光谱。
喇曼散射的强度是极小的，大约为瑞利散射的千分之一。
喇曼频率及强度、偏振等标志着散射物质的性质。
从这些资料可以导出物质结构及物质组成成分的知识。
这就是喇曼光谱具有广泛应用的原因。
由于喇曼散射非常弱，所以一直到1928年才被印度物理学家喇曼等所发现。
他们在用汞灯的单色光来照射某些液体时，在液体的散射光中观测到了频率低于入射光频率的新谱线。
在喇曼等人宣布了他们的发现的几个月后，苏联物理学家兰茨见格等也独立地报道了晶体中的这种效应的存在。
喇曼效应起源于分子振动(和点阵振动)与转动，因此从喇曼光谱中可以得到分子振动能级(点阵振动能级)与转动能级结构的知识。
喇曼散射强度是十分微弱的，在激光器出现之前，为了得到一幅完善的光谱，往往很费时间。
自从激光器得到发展以后，利用激光器作为激发光源，喇曼光谱学技术发生了很大的变革。
激光器输出的激光具有很好的单色性、方向性，且强度很大，因而它们成为获得喇曼光谱的近乎理想的光源，特别是连续波氩离子激光器与氨离子激光器。
于是喇曼光谱学的研究又变得非常活跃了，其研究范围也有了很大的扩展。
除扩大了所研究的物质的品种以外，在研究燃烧过程、探测环境污染、分析各种材料等方面喇曼光谱技术也已成为很有用的工具。
