光谱学

光学的分支学科
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光谱学（Spectroscopy）是光学的一个分支学科[1]，主要研究各种物质的光谱的产生及其物质与不同频率电磁波之间的相互作用。[2]
最早的光谱研究可以追溯到1666年，牛顿（Isaac Newton）把通过玻璃棱镜的太阳光分解成了从红光到紫光的各种色光。[2]基尔霍夫（Gustav Robert Kirchhoff）和本生（Robert Wilhelm Bunsen）通过对夫琅和费（Joseph von Fraunhofer）光源的解释确认了太阳光源线是物质存在的标志，创立了最早的精确光谱分析的方法。[3]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。瑞士科学家巴耳末（Johann Jakob Balmer）找到一个经验公式巴耳末系来说明已知的氢原子谱线的位置。此后虽然观测到各种原子的光谱特征，但无法解释，直到20世纪发展起来的量子力学才完美解释了光谱线的分裂现象。[2]
光谱学是通过测量物质内部辐射能的变化从而进行分析的方法，[4]一般分为发射光谱学、吸收光谱学、散射光谱学和激光光谱学。[1]光谱是物质的指纹，是原子分子物理、化学反应动力学、大气环境监测、高灵敏度气体监测、工业过程控制和医学诊断等的重要手段。[5]光谱学是一门跨学科的技术，广泛应用于医学、物理学、化学和天文学等领域。[5][6]

学科概述

光谱学是一门主要涉及物理及化学的重要交叉学科，光学的一个分支学科。[1]光谱是复色光经过色散系统，如利用棱镜、光栅、傅里叶变换等手段进行分光，形成单色光，即将一束电磁辐射的某项性质，解析成此辐射的各个组成波长对此性质的贡献。各个辐射波长都具有各自的特征强度，解析后的电磁辐射（单色光）按照波长（或频率）大小进行有序排列，形成图表。按照光与物质的作用形式，光谱一般可分为吸收光谱、发射光谱、散射光谱等，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。[5]