光譜學是光學的一個分支學科，它研究各種物質的光譜的產(chǎn)生機器物質之間的相互作用。而光譜是一類借助光柵、棱鏡、傅里葉變換等分光手段將一束電磁輻射的某項性質解析成此輻射的各個組成波長對比性質的貢獻的圖表。
人類觀察到的第一種光譜，無疑是天空中的彩虹，自然界中另一個引人注目的光譜現(xiàn)象是極光。
從牛頓發(fā)現(xiàn)白光是由各種顏色的光組成的開始算起的話，人類對光譜的研究已經(jīng)有350年的歷史了。現(xiàn)在，光譜學的應用極為廣泛而多樣化。他提供了長度與時間的基本單位。同時廣泛應用于分析工作、天文學以及衛(wèi)星等各個領域。
今天我們來認識12位為光譜學的發(fā)展而努力的科學家，別說你只認識第一個......
對可見光譜所作的首次科學研究是1666年牛頓的著名色散實驗，這是人類最早對光譜的研究。
通過玻璃棱鏡的太陽光分解成了從紅光到紫光的各種顏色的光譜，他發(fā)現(xiàn)白光是由各種顏色的光組成的，可惜的是并未觀察到光譜譜線。
1802年，英國科學家沃拉斯頓采用了窄的狹縫。發(fā)現(xiàn)太陽光譜中的7條暗線，這是光譜學的一個重大進展，因為采用狹縫的像進行研究要比針孔的像進行研究容易得多。但沃拉斯頓并未就此深入研究，錯誤以為是顏色的分界線。
德國物理學家夫瑯和費（1787～1826），也獨立地采用了狹縫，在研究玻璃對各種顏色光發(fā)折射率時偶然發(fā)現(xiàn)了燈光光譜中的橙色雙線。
1814年，發(fā)現(xiàn)太陽光譜中的許多暗線；1822年，夫瑯和費用鉆石刻刀在玻璃上刻劃細線的方法制成了衍射光柵。
圖：夫瑯和費線
夫瑯和費是第一位用衍射光柵測量波長的科學家，被譽為光譜學的創(chuàng)始人。夫瑯和費利用自己的狹縫和光柵得以編排太陽光譜里576條狹窄的、暗的“夫瑯和費線”。夫瑯和費線是光譜中最早的基準標識，對這些暗線的解釋一直是其后45年中的一個重要問題。
來自海德堡大學的物理學教授基爾霍夫（1824～1887）給出了夫瑯和費線的答案。他斷言：“夫瑯和費線”與各種元素的原子發(fā)射譜線處于相同波長的位置。這些黑線的產(chǎn)生是由于在太陽外層的原子溫度較低，因而吸收了由較高溫度的太陽核心發(fā)射的連續(xù)輻射中某些特定波長造成的。這種吸收與發(fā)射之間的關系導致他創(chuàng)建了現(xiàn)在眾所周知的基爾霍夫定律。
德國科學家本生與基爾霍夫在19世紀60年代發(fā)展起實用光譜學，他們系統(tǒng)地研究了多種火焰光譜和火花光譜，并指出，每一種元素的光譜都是獨特的，并且只需極少里的樣品便可得到，這樣，他們就牢固地建立起光譜化學分析技術。
并利用這種方法發(fā)現(xiàn)了兩種新元素：銣和銫。這兩種元素的發(fā)現(xiàn)是卓越的，因為他比門捷列夫提出的能預言未知元素的周期律還早10年。這是通過光譜分析方法發(fā)現(xiàn)的一些元素中的第一批元素。同時人類應用光譜技術共發(fā)現(xiàn)了18種元素。
他們研究了太陽光，并且首次對環(huán)繞太陽的大氣層作了化學分析，指出環(huán)繞太陽的大氣也是由地球上已知的那些元素組成的。1859年，本生和基爾霍夫還研制出了第一臺實用的光譜儀。
1868年，瑞典物理學家埃格斯特朗發(fā)表了“標準太陽光譜”圖表，記載了上千條夫瑯和費譜線的波長，為光譜學研究提供了有價值的標準，而埃格斯特朗也被稱為“光譜學的奠基人”。為紀念埃格斯特朗將波長的單位定為埃。
1882年，美國物理學家羅蘭（1848～1901）研制出平面光柵和凹面光柵，獲得了極其精密的太陽光譜，譜線多達20000多條，新編制的“太陽光譜波長表”被作為國際標準，使用長達30年之久。
從事天文測量的瑞士科學家巴耳末（英：ohann Balmer）找到一個經(jīng)驗公式來說明已知的氫原子譜線的位置，此后便把這一組線稱為巴耳末系。
1889年，瑞典光譜學家里德伯（瑞典語：Johannes Robert Rydberg）發(fā)現(xiàn)了許多元素的線狀光譜系，其中最為明顯的為堿金屬原子的光譜系，它們也都能滿足一個簡單的公式。
1896年，塞曼（英語：Pieter Zeeman）把光源放在磁場中發(fā)現(xiàn)了觀察原子光譜在磁場中的分裂現(xiàn)象，并且這些譜線都是偏振的?，F(xiàn)在把這種現(xiàn)象稱為塞曼效應。
1897年，洛倫茲對于塞曼效應作了滿意的解釋。洛倫茲認為一切物質分子都含有電子，陰極射線的粒子就是電子。把以太與物質的相互作用歸結為以太與電子的相互作用。
這一理論成功地解釋了塞曼效應，與塞曼一起獲1902年諾貝爾物理學獎。塞曼效應不僅在理論上具有重要意義，而且在應用中也是重要的。在復雜光譜的分類中，塞曼效應是一種很有用的方法，它有效地幫助了人們對于復雜光譜的理解。
盡管氫原子光譜線的波長的表示式十分簡單，不過當時人們對其起因卻茫然不知，一直到1913年，丹麥科學家玻爾才對它作出了明確的解釋。
但玻爾理論并不能解釋所觀測到的原子光譜的各種特征，即使對于氫原子光譜的進一步的解釋也遇到了困難。
