光谱学

光谱学是测量和解释电磁辐射与物质相互作用产生的电磁波谱的研究领域，该波谱是辐射波长或频率的函数。 物质波和声波也可以被认为是辐射能的形式，最近引力波与激光干涉引力波天文台 (LIGO) 的光谱特征相关联

简而言之，光谱学是对从可见光到电磁波谱所有波段的颜色的精确研究。 从历史上看，光谱学起源于研究气相物质吸收被棱镜散射的可见光的波长依赖性。

光谱学主要研究电磁波谱，是天文学、化学、材料科学和物理学领域的基本探索工具，可以在原子、分子和宏观尺度上研究物质的成分、物理结构和电子结构 , 以及天文距离。 重要的应用包括组织分析和医学成像领域的生物医学光谱学。

光谱学是一门科学分支，研究电磁辐射的光谱作为其波长或频率的函数，通过光谱仪和其他技术测量，以获得有关物质结构和性质的信息。 光谱测量设备被称为光谱仪、分光光度计、摄谱仪或光谱分析仪。 实验室中的大多数光谱分析从要分析的样品开始，然后从任何所需的光谱范围中选择光源，然后光穿过样品到达色散阵列（衍射光栅仪器）并由 光电二极管。 出于天文目的，望远镜必须配备光色散装置。 可以使用此基本设置的各种版本。

光谱学作为一门科学始于艾萨克·牛顿用棱镜分裂光，被称为光学。 因此，最初是对我们称之为颜色的可见光的研究，后来在詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的研究下包括了整个电磁波谱。 光谱学虽然涉及颜色，但并不等同于元素或物体的颜色，它涉及吸收和反射某些电磁波，使物体对我们的眼睛有颜色感。 相反，光谱学涉及通过棱镜、衍射光栅或类似仪器分裂光，以发出特定的离散线图案，称为每种不同类型元素独有的“光谱”。 大多数元素首先被置于气相中以允许检查光谱，尽管今天其他方法可以用于不同的相。 由类似棱镜的仪器衍射的每个元素显示吸收光谱或发射光谱，具体取决于元素是被冷却还是被加热。

直到最近，所有光谱学都涉及线光谱的研究，而且大多数光谱学仍然如此。 振动光谱学是研究光谱的光谱学分支。 然而，光谱学的最新发展有时可以免除色散技术。 在生化光谱学中，可以通过吸收和光散射技术收集有关生物组织的信息。 光散射光谱是一种反射光谱，通过检查弹性散射来确定组织结构。 在这种情况下，正是组织充当了衍射或色散机制。

光谱学研究是量子力学发展的核心，因为xxx个有用的原子模型描述了氢的光谱，这些模型包括玻尔模型、薛定谔方程和矩阵力学，它们都可以产生氢的谱线，因此，提供了 离散量子跳跃的基础以匹配离散氢光谱。 此外，马克斯普朗克对黑体辐射的解释涉及光谱学，因为他使用光度计将光的波长与黑体的温度进行比较。 光谱学用于物理和分析化学，因为原子和分子具有独特的光谱。 因此，这些光谱可用于检测、识别和量化有关原子和分子的信息。 光谱学也用于地球上的天文学和遥感。 大多数研究望远镜都有光谱仪。 测得的光谱用于确定天体的化学成分和物理性质（例如它们的温度、恒星中元素的密度、速度、黑洞等）。 光谱学的一个重要用途是在生物化学中。 可以分析分子样品的种类鉴定和能量含量。