西安电子科技大学：《光电探测技术与系统》课程电子教案（PPT课件讲稿）§7.1 光谱学的产生和发展

§7.1 光谱的产生与发展

§7.1 光谱的产生与发展

光谱学主要研究各种物质的光谱特征及其应用。光谱 是光频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。实际上， 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，还广泛应用 于食品、药品、农业、化工业等领域

• 光谱学主要研究各种物质的光谱特征及其应用。光谱 是光频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。实际上， 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，还广泛应用 于食品、药品、农业、化工业等领域

§7.1光谱学的产生和发展 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。后来一直到1802 年，渥拉斯顿观察到了光谱线，其后在1814年夫琅禾费也独立地发现它 。牛顿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，夫琅禾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 禾费暗线。 1859年本生和基尔霍夫制成了第一台棱镜光谱仪，观测焰色反应， 确认各种物质都具有自己的特征谱线，开始了光谱与物质组成的关系研 究，从而开创了“光谱化学分析”这一学科领域。由于光谱分析对鉴定 物质化学成份的巨大意义，导致了光谱研究的急骤发展和应用。很快地 就有人把分光镜用于天文观测，立即得到了重大发现，知道天上的物质 与地上一样，而当时地上没看到过的氦元素，则是先从太阳光谱中发现 的，接着，分光镜为填满元素周期表的空缺立下了巨大功劳

§7.1 光谱学的产生和发展 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。后来一直到1802 年，渥拉斯顿观察到了光谱线，其后在1814年夫琅禾费也独立地发现它 。牛顿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，夫琅禾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 禾费暗线。 1859年本生和基尔霍夫制成了第一台棱镜光谱仪，观测焰色反应， 确认各种物质都具有自己的特征谱线，开始了光谱与物质组成的关系研 究，从而开创了“光谱化学分析”这一学科领域。由于光谱分析对鉴定 物质化学成份的巨大意义，导致了光谱研究的急骤发展和应用。很快地 就有人把分光镜用于天文观测，立即得到了重大发现，知道天上的物质 与地上一样，而当时地上没看到过的氦元素，则是先从太阳光谱中发现 的，接着，分光镜为填满元素周期表的空缺立下了巨大功劳

光谱学的最大特色之一是对许多不可接触和不许损伤的对象，当别 的仪器和别的方法无能为力时，仍然可以用光谱方法解决问题。典 型的如天文对象、高温物体（火焰之类）、放电气体，等等。可以 说，在分子和原子层次上对物质作分析研究，主要是用光谱方法 20世纪初的物理学革命，是从光谱的实验现象引发的。普朗克的量 子理论就是为解释空腔黑体的光谱强度提出的，玻尔的氢原子能级 理论是以氢原子光谱为根据建立的，著名的塞曼效应、刺曼效应等 等，为量子力学理论和现代物理实验技术的发展打下了丰厚而坚实 的基础。 2008年9月27日夜至10月8日夜，中科院LAMOST(大天区面积多目 标光纤光谱天文望远镜)在每次调试观测中都不断地获得1000~2000 多条天体光谱，成为世界上光谱观测获取率最高的望远镜。 光谱学是一门历史悠久、古老的学科，又是一门充满生机和活力的 学科。它的创造性进展和应用仍然日新月异，尤其是近30多年来， 激光和计算机技术的成就，使光谱学和光谱技术出现了全新的面貌 得到了越来越广泛的应用

光谱学的最大特色之一是对许多不可接触和不许损伤的对象，当别 的仪器和别的方法无能为力时，仍然可以用光谱方法解决问题。典 型的如天文对象、高温物体（火焰之类）、放电气体，等等。可以 说，在分子和原子层次上对物质作分析研究，主要是用光谱方法。 20世纪初的物理学革命，是从光谱的实验现象引发的。普朗克的量 子理论就是为解释空腔黑体的光谱强度提出的，玻尔的氢原子能级 理论是以氢原子光谱为根据建立的，著名的塞曼效应、喇曼效应等 等，为量子力学理论和现代物理实验技术的发展打下了丰厚而坚实 的基础。 2008年9月27日夜至10月8日夜，中科院LAMOST（大天区面积多目 标光纤光谱天文望远镜）在每次调试观测中都不断地获得1000~2000 多条天体光谱，成为世界上光谱观测获取率最高的望远镜。 光谱学是一门历史悠久、古老的学科，又是一门充满生机和活力的 学科。它的创造性进展和应用仍然日新月异，尤其是近30多年来， 激光和计算机技术的成就，使光谱学和光谱技术出现了全新的面貌 ，得到了越来越广泛的应用