光谱的研究解析
光谱学是光学的一个分支学科解析
光谱学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。
四大光谱法的解析原理及规律
四大光谱法的解析原理及规律在检测领域，有四大名谱，也是检测领域的“四大天王”分别为色谱、光谱、质谱、波谱，在检测特色和适用范围上各有不同，但总有一款适合你！质谱：分析分子、原子、或原子团的质量的，可以推测物质的组成，一般用于定性分析较多，也可定量。
色谱：是一种兼顾分离与定量分析的手段，可分辨样品中的不同物质。
光谱：定性分析，确定样品中主要基团，确定物质类别。
从红外到X射线，都是光谱，其应用范围差别很大，是对分子或原子的光谱性质进行分析解析的。
波谱：通常指四大波谱，核磁共振（NMR）,物质粒子的质量谱-质谱（MS）,振动光谱-红外/拉曼(IR/Raman）,电子跃迁-紫外（UV）。
光谱分析法光谱分析由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成和相对含量。
光谱分析时，可利用发射光谱，也可以利用吸收光谱。
这种方法的优点是非常灵敏而且迅速。
某种元素在物质中的含量达10皮克，就可以从光谱中发现它的特征谱线，因而能够把它检查出来。
光谱的分类按波长区域不同，光谱可分为红外光谱、可见光谱和紫外光谱。
按产生的本质不同，可分为原子光谱和分子光谱。
按产生的方式不同，可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱。
按光谱表现形态不同，可分为线光谱、带光谱和连续光谱。
分光光谱技术可用于：通过测定某种物质吸收或发射光谱来确定该物质的组成；通过测量适当波长的信号强度确定某种单独存在或其他物质混合存在的一种物质的含量；通过测量某一种底物消失或产物出现的量同时间的关系，示踪反应过程。
鉴定分子式、结构式的方法紫外光谱：反应分子中共轭体系状况；红外光谱：光能团鉴定、分子中环、双键数目。
光谱法的优缺点（1）分析速度较快原子发射光谱用于炼钢炉前的分析，可在l～2分钟内，同时给出二十多种元素的分析结果。
（2）操作简便有些样品不经任何化学处理，即可直接进行光谱分析，采用计算机技术，有时只需按一下键盘即可自动进行分析、数据处理和打印出分析结果。
各种光谱分析解读
各种光谱分析解读光谱分析是一种科学技术，通过研究物质与光的相互作用，可以从中获取物质的结构、性质和组成信息。
光谱分析包括多种方法和技术，其中常用的有紫外可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱、拉曼光谱和质谱等。
下面将对这些光谱分析方法做一些解读。
紫外可见光谱（UV-Vis）紫外可见光谱是通过检测物质吸收或散射紫外可见光而获得的。
这种方法对于研究有机物和无机物的电子转移、共振结构等有很大的应用价值。
通过紫外可见光谱可以了解物质的电子能级分布、化学键的性质和分子的色彩等。
红外光谱（IR）红外光谱是通过检测物质对红外辐射的吸收而获得的。
红外光谱可以分析物质的官能团、分子结构和立体构型。
不同官能团和化学键对红外光谱会有不同的吸收峰，通过对红外光谱的解析和比较，可以推断物质的组成和结构。
核磁共振光谱（NMR）核磁共振光谱是通过检测物质中核磁共振信号而获得的。
核磁共振光谱可以研究物质中的原子组成、化学环境和立体构型。
不同原子核有不同的共振频率，通过对核磁共振光谱的分析，可以确定物质中的原子种类和它们的相对数量。
拉曼光谱拉曼光谱是通过检测物质对激光散射光的拉曼效应而获得的。
拉曼光谱可以研究物质的分子振动模式和晶格振动模式等。
拉曼光谱的谱线对应于物质分子的振动能级差，通过对拉曼光谱的解析，可以了解物质的分子结构和化学键的性质。
质谱质谱是通过检测物质中离子的质量与通量的关系而获得的。
质谱可以研究物质中的原子组成、分子量和化学键的性质。
不同原子和分子具有不同的质荷比，通过对质谱的解析，可以确定物质的分子结构和化学键的类型。
光谱分析原理
02
原子光谱分析
原子吸收光谱法
原理
原子吸收光谱法是基于原子能级跃迁的原理，当原子吸收特 定波长的光时，会导致能级跃迁并产生光谱吸收线。通过测 量吸收光谱的强度和波长，可以确定被测元素的含量。
应用
原子吸收光谱法广泛应用于各种领域，如环境监测、食品分 析、地质调查等，用于检测样品中痕量或微量元素的含量。
总结词
光谱定量分析技术是通过测量样品在不同波长下的吸 光度或发射光谱强度，利用已知标准品的定量关系， 实现对样品中目标组分的定量分析。
详细描述
光谱定量分析技术包括紫外可见分光光度法、荧光光 谱法、原子吸收光谱法等多种方法。这种技术具有高 精度、高灵敏度、操作简便等优点，广泛应用于环境 监测、食品药品安全、临床医学等领域。
详细描述
拉曼光谱仪通过测量样品在拉曼散射光区的光谱，分析物质的组成和结构。拉曼散射是光与物质相互 作用时产生的散射现象，不同物质具有不同的拉曼散射光谱，因此可以通过测量拉曼散射光谱，确定 物质的成分和含量。
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光谱分析原理
目
CONTENCT
录
• 光谱分析简介 • 原子光谱分析 • 分子光谱分析 • 光谱分析技术 • 光谱分析仪器
01
光谱分析简介
定义与分类
定义
光谱分析是一种通过测量物质与辐射能相互作用产生的光谱来分 析物质成分和结构的方法。
分类
光谱分析可分为原子光谱和分子光谱两大类，根据光谱产生的机 制和特征，又可细分为吸收光谱、发射光谱、散射光谱等。
详细描述
原子荧光光谱仪通过将样品原子化，使待测元素原子吸 收特定波长的光源后跃迁至激发态，随后返回低能态时 释放出特定波长的荧光，测量荧基于分子吸收光谱原理，测量样品在紫外-可见光区的 吸光度，用于分析物质的浓度和结构。
光谱分析
光谱分析根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法叫光谱分析．其优点是灵敏，迅速．历史上曾通过光谱分析发现了许多新元素，如铷，铯，氦等．根据分析原理光谱分析可分为发射光谱分析与吸收光谱分析二种；根据被测成分的形态可分为原子光谱分析与分子光谱分析。
光谱分析的被测成分是原子的称为原子光谱,被测成分是分子的则称为分子光谱。
由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定它的化学组成．这种方法叫做光谱分析．做光谱分析时，可以利用发射光谱，也可以利用吸收光谱．这种方法的优点是非常灵敏而且迅速．某种元素在物质中的含量达10^-10(10的负10次方)克，就可以从光谱中发现它的特征谱线，因而能够把它检查出来．光谱分析在科学技术中有广泛的应用.检查半导体材料硅和锗是不是达到了高纯度的要求时,帮助人们发现了许多新元素.研究天体的化学组成.复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，按波长（或频率）的大小依次排列的图案。
例如，太阳光经过三棱镜后形成按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫次序连续分布的彩色光谱。
红色到紫色，相应于波长由7，700—3，900埃的区域，是为人眼所能感觉的可见部分。
红端之外为波长更长的红外光，紫端之外则为波长更短的紫外光，都不能为肉眼所觉察，但能用仪器记录。
因此，按波长区域不同，光谱可分为红外光谱、可见光谱和紫外光谱；按产生的本质不同，可分为原子光谱、分子光谱；按产生的方式不同，可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱；按光谱表观形态不同，可分为线光谱、带光谱和连续光谱。
原理发射光谱分析是根据被测原子或分子在激发状态下发射的特征光谱的强度计算其含量。
吸收光谱是根据待测元素的特征光谱,通过样品蒸汽中待测元素的基态原子吸收被测元素的光谱后被减弱的强度计算其含量。
它符合郎珀-比尔定律:A= -lg I/I o= -lgT = KCL式中I为透射光强度，I0为发射光强度，T为透射比，L为光通过原子化器光程由于L是不变值所以A=KC。
红外光谱图分析步骤解析：从谱图到化合物的信息解读
红外光谱图分析步骤解析：从谱图到化合物的信息解读红外光谱图是一种常用的分析工具，可以帮助科学家们确定化合物的结构和功能。
通过分析红外光谱图，我们可以了解化合物中的官能团和化学键的存在与类型。
本文将详细介绍红外光谱图分析的步骤，帮助读者更好地理解和解读红外光谱图。
1.步骤一：获取红外光谱图在进行红外光谱图分析之前，首先需要获取待分析化合物的红外光谱图。
这可以通过红外光谱仪来实现。
红外光谱仪会向待分析样品中发射红外光，然后测量样品对不同波长光的吸收情况。
通过这个过程，我们可以得到一张红外光谱图。
2.步骤二：观察谱图的整体形态在获得红外光谱图后，我们首先要观察谱图的整体形态。
红外光谱图通常以波数为横坐标，吸收强度为纵坐标。
我们可以注意到谱图中的吸收峰和吸收带。
吸收峰通常表示特定官能团的存在，而吸收带则表示化学键的存在。
3.步骤三：确定吸收峰的位置接下来，我们需要确定红外光谱图中各个吸收峰的位置。
不同官能团和化学键在红外光谱图中有特定的吸收位置。
通过比对已知化合物的红外光谱图和待分析化合物的红外光谱图，我们可以初步确定各个吸收峰的位置。
4.步骤四：解读吸收峰的强度除了吸收峰的位置，吸收峰的强度也是红外光谱图分析的重要信息之一。
吸收峰的强度可以反映化合物中特定官能团或化学键的含量。
通过比较吸收峰的强度，我们可以推断化合物中不同官能团或化学键的相对含量。
5.步骤五：分析吸收带的形态除了吸收峰，红外光谱图中的吸收带也提供了重要的信息。
吸收带的形态可以帮助我们判断化学键的类型。
例如，C=O键通常表现为一个尖锐的吸收带，而-OH键则表现为一个宽而平坦的吸收带。
6.步骤六：结合上述信息解析化合物通过观察红外光谱图中吸收峰和吸收带的位置、强度和形态，我们可以逐步解析化合物的结构和功能。
我们可以根据已知的红外光谱图数据库，对比待分析化合物的红外光谱图，找到相似的谱图，从而确定化合物的结构和功能。
7.结论红外光谱图分析是一种重要的化学分析方法，可以帮助科学家们确定化合物的结构和功能。
红外光谱分析
红外光谱分析序言二十世纪初叶，Coblentz发表了一百多个有机化合物的红外光谱图，给有机化学家提供了鉴别未知化合物的有力手段。
到四十年代红外光谱技术得到了广泛的研究和应用。
当今红外光谱仪的分辨率越来越高，检测范围扩展到10000－200cm-1，样品量少至微克级。
红外光谱提供的*些信息简捷可靠，检测样品中有无羰基及属于哪一类〔酸酐、酯、酮或醛〕是其他光谱技术难以替代的。
因此，对从事有机化合物为研究对象的化学工作者来说，红外光谱学是必需熟悉和掌握的一门重要光谱知识。
一、根本原理1、根本知识光是一种电磁波。
可根据电磁波的波长范围分成不同类型的光谱，它们各自反映出物质的不同类型的运动形式。
表1列出这些电磁波的波长，其所在区域的光谱名称，以及对应的运动形式。
红外光谱研究的内容涉及的是分子运动，因此称之为分子光谱。
通常红外光谱系指2-25μ之间的吸收光谱，常用的为中红外区4000-650cm-1μ)或4000-400cm-1。
这段波长范围反映出分子中原子间的振动和变角振动，分子在振动运动的同时还存在转动运动。
在红外光谱区实际所测得的图谱是分子的振动与转动运动的加合表现，即所谓振转光谱。
每一化合物都有其特有的光谱，因此使我们有可能通过红外光谱对化合物作出鉴别。
红外光谱所用的单位波长μ，波数cm-1。
光学中的一个根本公式是λυ= C，式中λ为波长，υ为频率，C为光速(3×1010cm/s)。
设υ为波数，其含义是单位长度(1cm)中所含的波的个数，并应具有以下关系：波数(cm-1)＝104/波长(μ)波长和波数都被用于表示红外光谱的吸收位置，即红外光谱图的横坐标。
目前倾向于普遍采用波数为单位，而在图谱上方标以对应的波长值。
红外光谱图的纵坐标反映的是吸收强度，一般以透过率(T%)表示。
2、红外光谱的几种振动形式主要的根本可以分为两大类：伸缩振动和弯曲振动。
(1)伸缩振动(υ)沿着键轴方向伸或缩的振动，存在对称与非对称两种类型。
光学实验利用棱镜解析光谱
棱镜的种类和选 择
平面棱镜
定义：平面棱镜是一种特殊的光学棱镜，其两个面都是平面，且相互垂直 特点：平面棱镜可以将入射光分为反射光和折射光，其中反射光和折射光分别沿不同的方向传播 应用：平面棱镜在光学实验中常被用于研究光的反射和折射现象，以及用于光谱分析等领域
选择：在选择平面棱镜时，需要考虑其材质、精度、表面质量等因素，以确保实验结果的准确性和可靠性
选择合适的棱镜
根据实验需求选择合适的棱镜类型，如分束棱镜、成像棱镜等。 考虑棱镜的材料和镀膜，以确保其光学性能和耐久性。 考虑棱镜的尺寸和形状，以满足实验中对光路和安装的需求。 参考相关的应用案例和研究文献，了解不同类型棱镜的特点和优缺点。
光学实验操作步 骤
准备实验器材
棱镜：用于分束 光线，形成光谱
结合其他光学仪器进行实验
可以结合显微镜观察棱镜 产生的光谱
结合光栅进行光谱分析
结合干涉仪研究光的干涉 现象
结合棱镜和透镜进行光学 实验
创新实验方法和应用领域
实验技术创新：引入计算机控 制技术，实现自动化光谱采集 与分析
实验方法改进：采用新型棱 镜材料，提高光谱解析精度
应用领域拓展：将光学实验棱 镜解析光谱技术应用于生物医
学、环境监测等领域
跨学科融合：结合其他学科技 术，开发多功能光谱分析系统
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汇报人：
行星大气研究：分析行星的大 气光谱，研究行星的大气组成
和特性
星际物质研究：通过分析星际 物质的光谱，研究宇宙的起源
和演化
化学分析
确定物质的组成和结构
鉴别物质的真伪和纯度
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检测物质的含量和浓度
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研究物质的反应机理和动力学
如何进行红外光谱解析
如何进行红外光谱解析红外光谱解析是一种广泛应用于化学、生物、材料科学等领域的测试技术，通过分析物质在红外光波段的吸收和散射特性，可以获得物质的结构信息、成分组成以及其他相关性质。
本文将介绍红外光谱解析的基本原理、实验操作步骤以及数据分析方法，帮助读者了解如何进行红外光谱解析。
一、基本原理红外光谱解析的基本原理是物质分子在吸收红外光时，会发生振动和转动，并发生状态之间的转变。
这些振动和转动产生的谐振频率，与分子内部的键长、键角等结构参数有关，因此可以通过测量红外光谱图谱来了解物质的结构特征。
二、实验操作步骤1. 仪器准备：将红外光谱仪连接电源并打开。
根据待测物的性质，选择适当的样品盒（液态或固态）和检测模式（透射或反射）。
2. 样品处理：对于液态样品，取少量样品加入透射池中，移除气泡并将其密封；对于固态样品，将样品压制成片或粉碎并放置在反射盒中。
3. 启动仪器：根据仪器操作手册，进行光谱仪的启动和样品检测参数的设置。
4. 开始检测：点击仪器软件上的“开始”按钮，红外光谱仪开始发送红外光，并通过探测器接收返回的信号。
5. 数据采集：红外光谱仪会将接收到的信号转化为电信号，并通过数据采集软件记录下来。
采集过程通常需要数秒至数分钟。
6. 数据处理：获取红外光谱图谱后，使用特定的数据处理软件进行谱图展示和数据分析。
三、数据分析方法1. 谱图展示：使用数据处理软件将红外光谱图谱进行展示，在横轴上表示波数，纵轴表示吸收强度。
确保谱图的分辨率和信噪比足够高，以保证后续的数据分析准确性。
2. 峰值鉴定：根据谱图上的吸收峰，确定物质的各种官能团或键的存在。
通过比对已知物质的红外光谱数据库，寻找吸收峰的对应官能团或键。
3. 定量分析：利用谱图上的吸收峰的强度，可以进行物质的定量分析。
通过校正曲线或比色法等方法，计算物质的浓度或含量。
4. 结构确定：根据红外吸收峰的波数和强度，可以获得物质的结构信息。
通过对比不同官能团或键的红外吸收谱图，推测和确认物质的结构特征。
红外光谱解析方法
红外光谱解析方法红外光谱解析方法是一种常用的分析化学方法，可以用于对化合物的结构进行研究和鉴定。
红外光谱解析方法主要利用化合物在红外光的作用下，不同官能团的振动与转动引起红外光吸收的特性来分析化合物的结构。
本文将介绍一些常用的红外光谱解析方法，并给出一些结构分析实例。
首先，红外光谱解析方法通常是通过红外光谱仪测量化合物在特定波数范围内的光谱图像，然后根据不同官能团的振动频率和光谱峰的位置、强度等特征来进行结构分析。
以下是一些常用的红外光谱解析方法：1. 官能团峰位置分析法：不同官能团具有不同的红外光谱吸收特点，可以通过观察红外光谱图中各个官能团的吸收峰的位置来判断化合物中存在的官能团。
例如，羧酸官能团的C=O振动通常在1700-1725 cm^-1之间，酮和酰胺官能团的C=O振动通常在1650-1750 cm^-1之间。
2.官能团峰强度分析法：通过观察红外光谱图中各个官能团的吸收峰的强度可以推测化合物中该官能团的相对含量。
例如，苯环的C-H伸缩振动通常表现为较强的峰，而取代基的C-H伸缩振动通常较弱。
3.官能团复合分析法：化合物通常由多个官能团组成，各个官能团的振动频率和位置可以相互影响。
通过综合分析化合物中多个官能团的吸收峰的位置、强度等特征，可以进一步确定化合物的结构。
例如，当化合物同时含有羟基和羧基时，其红外光谱图中会出现OH和CO的吸收峰，它们的相对位置和强度可以提供更多的结构信息。
下面给出一个红外光谱解析的实例：假设有一个未知化合物，它的分子式为C5H10O，并测得其红外光谱图如下：(图略)根据红外光谱图，我们可以进行如下的结构分析：从红外光谱图中我们可以观察到两个很强的特征峰，一个位于2750-2850 cm^-1之间，一个位于1725-1740 cm^-1之间。
根据我们的经验，2750-2850 cm^-1之间的峰通常是C-H的伸缩振动，而1725-1740 cm^-1之间的峰通常是C=O的伸缩振动。
光谱分析方法
光谱分析方法光谱分析是一种通过分析物质吸收、发射或散射光的波长和强度来确定物质成分和结构的方法。
它是一种非常重要的分析技术，广泛应用于化学、生物、环境和材料等领域。
在光谱分析中，常用的方法包括紫外可见光谱、红外光谱、拉曼光谱、质谱等。
下面将分别介绍这些光谱分析方法的原理和应用。
紫外可见光谱是通过测量样品对紫外可见光的吸收来确定样品的成分和浓度。
紫外可见光谱广泛应用于有机化合物、药物、食品和环境监测等领域。
其原理是物质分子在吸收光能后，电子从基态跃迁到激发态，从而产生吸收峰。
根据吸收峰的位置和强度，可以确定物质的结构和浓度。
红外光谱是通过测量样品对红外光的吸收来确定样品的成分和结构。
红外光谱广泛应用于有机化合物、聚合物、药物和生物分子等领域。
其原理是物质分子在吸收红外光后，分子振动和转动产生特定的吸收峰。
根据吸收峰的位置和强度，可以确定物质的结构和功能基团。
拉曼光谱是通过测量样品对激光光的散射来确定样品的成分和结构。
拉曼光谱广泛应用于无机化合物、材料和生物分子等领域。
其原理是激光光与样品发生相互作用后，产生拉曼散射光，其频率和强度与样品的分子振动和转动有关。
根据拉曼光谱的特征峰，可以确定物质的结构和晶体形态。
质谱是通过测量样品离子的质量和丰度来确定样品的成分和结构。
质谱广泛应用于有机化合物、生物分子和环境样品等领域。
其原理是样品分子经过电离后，产生离子，经过质谱仪的分析，可以得到样品分子的质量和丰度信息。
根据质谱图谱的特征峰，可以确定物质的分子量和结构。
综上所述，光谱分析方法是一种非常重要的分析技术，它可以通过测量样品对光的吸收、发射或散射来确定样品的成分和结构。
不同的光谱分析方法具有不同的原理和应用领域，可以相互补充和验证，为科学研究和工程应用提供了重要的手段。
希望本文对光谱分析方法有所帮助，谢谢阅读！。
各种光谱原理解读
各种光谱原理解读光谱是物理学中重要的研究工具之一，它可以为我们揭示物质的性质和结构，从而帮助我们更好地理解自然界以及宇宙的奥秘。
在本文中，我将解读各种光谱原理，包括连续光谱、发射光谱和吸收光谱。
首先，我们来了解连续光谱。
连续光谱是由热物体辐射出的连续波长范围内的光组成的。
我们知道，所有的物体都会散发热辐射，这种辐射的波长范围与物体的温度有关。
当这种热辐射经过光栅或光谱仪时，我们可以观察到一个连续的彩色带。
其中，红色对应较长的波长，紫色对应较短的波长。
连续光谱的原理是由热物体的分子或原子所造成的电磁辐射，可以涵盖整个可见光谱范围。
接下来，我们来了解发射光谱。
当一个物体被加热到高温时，它会发出特定波长的光，这种光谱被称为发射光谱。
发射光谱的特点是在连续光谱背景上出现一系列的亮线，这些亮线的位置和强度是特定的，它们对应于物质中的电子从高能级跃迁到低能级时所辐射出的能量。
这些能级的能量差就决定了亮线的波长。
根据这个原理，我们可以通过观察光谱中的亮线来确定物质的成分和结构。
最后，我们来了解吸收光谱。
当一个物质被辐射光照射时，它会吸收特定波长的光，这种光谱被称为吸收光谱。
吸收光谱的特点是在连续光谱背景上出现一系列的暗线，这些暗线对应于物质吸收掉特定波长的光。
物质吸收光的原理是光与物质中的分子或原子发生相互作用，使得光的能量被吸收。
通过观察吸收光谱中的暗线的位置和强度，我们可以确定物质的吸收特性，从而了解其成分和结构。
除了上述三种光谱原理，还有其他一些光谱原理也是非常重要的。
例如拉曼光谱原理和核磁共振光谱原理。
拉曼光谱原理是基于物质分子与光子发生相互作用而产生的散射光谱，通过分析散射光的频移，可以了解物质的分子结构和振动状态。
核磁共振光谱原理是基于物质中的原子核在强磁场中的共振现象，通过测量原子核共振频率来了解物质的成分和结构。
总结起来，光谱原理是研究物质性质和结构的重要方法。
通过观察和分析连续光谱、发射光谱和吸收光谱，我们可以了解物质中分子和原子的能级结构以及其相互作用。
光谱分析的基本方法与实验
光谱分析的基本方法与实验光谱分析是一种重要的科学技术，用于研究物质的光谱特性，并通过对光的分析来获得关于物质的结构、成分、性质等信息。
本文将介绍光谱分析的基本方法与实验。
一、光谱分析的基本原理光谱分析是基于物质对不同波长或频率的光的吸收、发射、散射等现象进行分析的方法。
光谱分析主要包括吸收光谱、发射光谱和散射光谱三种。
1. 吸收光谱吸收光谱是通过测量物质对入射光的吸收来获得信息的一种光谱分析方法。
常见的吸收光谱有紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱等。
实验中，可以使用分光光度计等仪器来进行吸收光谱分析。
2. 发射光谱发射光谱是通过测量物质在受激或加热时所发出的光的特性来获得信息的一种光谱分析方法。
常见的发射光谱有原子发射光谱、分子发射光谱等。
实验中，可以使用光谱仪等设备来进行发射光谱分析。
3. 散射光谱散射光谱是通过测量物质对入射光的散射行为来获得信息的一种光谱分析方法。
常见的散射光谱有拉曼光谱、散射光谱等。
实验中，可以使用拉曼光谱仪等装置进行散射光谱分析。
二、光谱分析的实验步骤在进行光谱分析实验时，需要经过以下几个基本步骤。
1. 样品制备根据具体需要，选择适当的样品，并进行制备。
样品的准备通常包括固体样品的研磨、溶液样品的稀释等操作。
2. 仪器调试根据实验需要，对光谱仪或其他设备进行调试和校准，以确保仪器的准确性和可靠性。
3. 光源选择根据需要选择适当的光源，如白炽灯、氢气灯、激光器等，并根据实验要求调节其光强和波长。
4. 光谱采集将样品置于光谱仪的传感器中，调节仪器使其对样品进行光谱采集。
在采集过程中，可以选择不同的波长或频率范围以获得所需的光谱信息。
5. 数据处理采集到的光谱数据经过处理，通常包括背景校正、噪声降低、平滑处理等，以提高数据的准确性和可读性。
6. 结果解读根据得到的光谱数据，进行结果的解读和分析。
通过比对标准光谱库、峰值分析等方法，确定样品的成分、结构等信息。
三、光谱分析的应用领域光谱分析技术在许多领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面。
红外吸收光谱的解析
基团类型ν
-C≡C-H -C=C-H
Ar-H
波数/cm-1
~3300 3100~3000 3050~3010
峰的强度
VS M M
3、C-H伸缩振动区（3000—2700 cm-1）
基团类型ν
-CH3 -CH2≡C-H -CHO
波数/cm-1
2960及2870 2930及2850
2890 2720
峰的强度
8、C-H面外弯曲振动区（1000—650 cm-1）
二、指纹区和官能团区
从第1-6区的吸收都有一个共同点，每一红外吸收 峰都和一定的官能团相对应，此区域从而称为官能团 区。官能团区的每个吸收峰都表示某一官能团的存在， 原则上每个吸收峰均可以找到归属。
第7和第8区和官能团区不同，虽然在此区域内的 一些吸收也对应着某些官能团，但大量的吸收峰仅仅 显示该化合物的红外特征，犹如人的指纹，指纹区的 吸收峰数目较多，往往大部分不能找到归属，但大量 的吸收峰表示了有机化合物的具体特征。不同的条件 也可以引起不同的指纹吸收的变化。
峰的强度
S S S S S S S S S S S S S S S
6、双键伸缩振动区（1690—1500 cm-1）
基团类型ν
-C=C苯环骨架
-C=N -N=N= -NO2
波数/cm-1
1680~1620 1620~1450 1690~1640 1630~1575 1615~1510 1390~1320
1200~1000 1065~1015 1100~1010 1150~1100 1300~1200 1220 ~1130 1275~1060 1150~1060 1275~1210 1225~1200 1300~1050 1360~1020
光谱学的基本原理与分析方法
简介：固体光谱是由于 固体内部电子的跃迁而 产生的光谱，是光谱学 研究的重要领域之一。
分类：根据跃迁类型的 不同，固体光谱可以分 为带状光谱和连续光谱 等类型。
特点：固体光谱具有明 显的特征性和规律性， 可以用于研究固体的结 构、组成和性质等方面。
应用：固体光谱在材料科 学、物理、化学等领域有 着广泛的应用，如材料分 析、化学分析、光谱学研 究等。
定义：原子光谱是原子能级跃迁时发射或吸收的特定频率的光 分类：线状光谱、带状光谱和连续光谱
特点：线状光谱和带状光谱具有特定的波长和频率，可用于元素鉴定；连续光谱则反映了原子所处的热力学状态
应用：原子光谱分析广泛应用于元素分析、化学反应动力学和天体物理等领域
定义：由分子振动和转动能级跃迁产生的光谱 分类：基频、倍频、合频等 特点：与分子结构密切相关，可用于分子结构和化学键的研究 应用：在化学、物理、生物等领域有广泛应用
光的吸收：物质吸收特定波长的光， 产生光谱线
光的发射：物质受激发后，释放出 特定波长的光
光的散射：光在传播过程中，因物 质散射而改变方向和强度
光谱线的产生：原子能级跃迁的结果 光谱线的特征：与原子种类有关，不同原子具有不同的光谱线 光谱线的分类：发射光谱和吸收光谱 光谱线的应用：在化学、物理、天文学等领域有广泛应用
定义：通过测量物 质原子在激发状态 下发射的电磁辐射 来进行分析的方法
原理：不同原子发 射不同特征的光谱， 可用于定性和定量 分析
应用领域：地质、 环保、冶金、食 品等
优点：高灵敏度、 高精度、非破坏 性分析
定义：利用物质对光的吸收特性进 行光谱分析的方法
应用领域：环境监测、化学分析、 生物医学等
分
记录方式：采 用光谱图、表 格等形式记录 光谱数据，便 于查看和比较
光的颜色与光谱的分析
光的颜色与光谱的分析光是一种电磁波，通过它我们能够感知到世界的色彩和光亮程度。
而光的颜色是由光的频率决定的，不同频率的光呈现出不同的颜色。
在光学领域中，通过光谱的分析可以研究光的性质和组成。
本文将探讨光的颜色以及光谱的分析方法和应用。
一、光的颜色与频率光的颜色是由光波的频率决定的。
根据电磁频谱，我们可以将可见光分为不同的波长范围，从长波段到短波段分别是红、橙、黄、绿、青、蓝和紫色。
红色对应的是相对较低的频率，紫色对应的是相对较高的频率。
在红光和紫光之间的波长范围内，分别对应着不同的颜色。
二、光谱的分析方法1. 等离子体光谱法等离子体光谱法是一种常用的光谱分析方法。
它利用高温等离子体产生的辐射，通过仪器测量和分析光的频率和强度，来确定物质组成和性质。
等离子体光谱法广泛应用于材料科学、化学分析和环境监测等领域。
2. 傅里叶变换红外光谱法傅里叶变换红外光谱法是一种非常重要的光谱分析方法。
它利用红外辐射与物质相互作用的原理，通过记录和分析被测物质吸收、透射或反射红外辐射的频率和强度变化，来研究物质的组成和结构。
傅里叶变换红外光谱法广泛应用于化学、生物、医学等领域。
三、光谱的应用1. 光谱在物质分析中的应用光谱分析广泛应用于物质的成分分析和检测。
通过测量光的频率和强度，可以确定物质的组成和含量。
例如，光谱分析可以用于食品安全检测中，检测食品中的污染物或添加剂。
此外，光谱还常被用于药物分析、环境分析等领域。
2. 光谱在天文学中的应用光谱分析也是天文学中重要的工具之一。
通过观测和分析天体发出的光谱，可以了解天体的组成、运动和性质。
光谱分析可以用于识别星体类型、检测星际物质和研究宇宙演化等问题。
例如，哈勃太空望远镜利用光谱分析，发现了宇宙膨胀的证据。
四、光的颜色和光谱对人类的意义光的颜色和光谱不仅在科学研究中具有重要意义，对于人类生活也有着深远影响。
不同颜色的光对人的情绪和感官有着不同的影响。
例如，红色的光可以引起人的兴奋和注意，蓝色的光则具有镇静和放松的作用。
光谱分析的原理
光谱分析的原理光谱分析是一种通过将光分解成不同波长的组成部分，进而研究物质结构、组成和性质的科学技术。
它是现代科学研究和工业生产中非常重要的一种分析方法，具有高精确度、广泛应用和非破坏性的特点。
一、光谱的基本概念光谱是指将光按波长或频率分解成不同成分的过程和结果。
根据波长递增或频率递减的特点，光谱可分为连续光谱和离散光谱两种。
连续光谱是指在一定波长范围内能光滑连续地呈现出来的光谱，如太阳光就是连续光谱的一个例子。
连续光谱由无数个连续的波长组成，无法用简单的分离技术将其分解。
离散光谱则是指在一定波长范围内在特定波长位置上出现的几个明亮的发射线或吸收线，如氢光谱中的明亮线条就是离散光谱的一个例子。
离散光谱可以通过光谱仪等仪器进行精确的分解。
二、光谱分析的原理光谱分析的原理基于物质与光相互作用的特性。
当物质遇到光时，会发生吸收、发射和散射等现象，这些现象产生的光谱信息可以用来分析物质的结构和性质。
1. 吸收光谱分析物质吸收光谱分析是指物质吸收特定波长或频率的光，并通过检测吸收后的光强变化来分析物质的组成和浓度。
常用的吸收光谱分析方法有紫外可见吸收光谱和红外吸收光谱。
在紫外可见吸收光谱中，物质对于紫外和可见光的吸收与其分子结构密切相关。
通过测定物质在不同波长下的吸光度，可以确定物质的组成和浓度，以及反应动力学等信息。
红外吸收光谱则主要用于研究物质的分子结构和它们之间的化学键连接情况。
不同的官能团和化学键在红外波段具有特定的吸收频率，通过测定物质在红外区域的吸光度，可以得到物质的组成和结构信息。
2. 发射光谱分析物质发射光谱分析是指物质通过受激产生特定波长或频率的发射光，并通过测量发射光的强度和波长来分析物质的组成和浓度。
发射光谱分析通常包括原子发射光谱和分子发射光谱两种。
原子发射光谱研究单一原子或离子的光谱特性，常用于矿石和土壤等领域的分析。
分子发射光谱则研究分子和分子团簇的光谱特性，常用于生物和有机化学等领域的研究。
光谱分析的原理和应用
光谱分析的原理和应用
光谱分析是通过将物质样品与电磁辐射进行相互作用，然后通过测量样品吸收、发射或散射电磁辐射的能量来分析物质的化学或物理性质的一种方法。
它的原理基于不同物质吸收或发射光线的特定频率与其化学成分或结构之间的关系。
在光谱分析中，常用的方法包括紫外可见光谱、红外光谱、核磁共振光谱、质谱等。
紫外可见光谱利用物质吸收可见光的原理，可以确定物质的结构、浓度和存在形式。
红外光谱则通过物质吸收或发射红外光的吸收带图案，可以识别物质的分子结构及功能基团。
核磁共振光谱则利用原子核在外磁场中的共振吸收特性，可以确定物质分子的构型、功能团及巨观量子力学性质。
质谱则通过对物质分子进行分解，并通过对离子质量的测量来确定物质的组成和结构。
光谱分析在许多领域中有广泛的应用。
在材料科学中，光谱分析可以用于鉴定材料的组成、纯度、晶体结构和形态。
在环境科学中，光谱分析可用于检测空气、水、土壤中的有害物质，从而评估环境的污染程度。
在生物医学研究中，光谱分析可以用于研究生物分子的结构、功能和相互作用，从而为药物开发和疾病诊断提供重要信息。
在食品科学中，光谱分析可用于分析食物中的成分、香味物质、添加剂等。
此外，光谱分析还在天文学、地质学、考古学等领域中有重要的应用。
总之，光谱分析是一种基于物质与电磁辐射相互作用的分析方法。
它的原理基于不同物质吸收或发射光线的特性与其化学成分或结构之间的关系。
光谱分析在许多领域中有广泛的应用，
从材料科学到环境科学，从生物医学研究到食品科学，都可以从中获得重要的分析信息。
光谱分析与光谱学
光谱分析与光谱学光谱分析是一种常用的分析方法，通过对物质发射、吸收、散射等光谱现象的研究，可以揭示物质的组成、结构和性质。
光谱学作为研究光谱现象的学科，涉及到物质的光谱特性、光谱技术以及光谱仪器的应用等方面。
在本文中，我们将探讨光谱分析与光谱学的基本原理、应用领域以及未来发展方向。
一、光谱分析的基本原理光谱分析是基于物质与光的相互作用来进行定性、定量分析的方法。
光谱分析的基本原理包括：1. 吸收光谱：物质在特定波长的光照射下，会吸收光的能量，形成特征性的吸收光谱。
吸收光谱可以用于物质的定性和定量分析。
2. 发射光谱：物质在特定条件下，被激发后会发射特定波长的光，形成发射光谱。
发射光谱同样可以用于物质的定性和定量分析。
3. 散射光谱：物质与光发生散射现象，形成散射光谱。
散射光谱可用于表征物质的粒径、浓度等信息。
二、光谱分析的应用领域光谱分析广泛应用于各个领域，包括但不限于以下几个方面：1. 化学分析：光谱分析被广泛应用于化学元素或化合物的定性和定量分析。
例如，原子吸收光谱法可用于金属元素的定量分析，红外光谱法可以用于有机物的结构分析。
2. 材料科学：光谱分析在材料科学领域发挥着重要作用。
通过光谱技术，可以对材料的结构、组成、物理性质进行研究。
例如，拉曼光谱可以用于材料的非破坏性表征，X射线光电子能谱能提供材料表面的元素组成和化学状态信息。
3. 生物医学：光谱分析在生物医学领域也有广泛应用。
例如，近红外光谱可以用于血液中生物分子的测量和疾病诊断，荧光光谱可以用于细胞和组织的成像和病理判定。
4. 环境监测：光谱分析可以用于环境污染物的快速检测和监测。
例如，紫外可见光谱可以用于水质、大气以及土壤中污染物的定性和定量分析。
三、光谱学的发展趋势随着科学技术的发展和创新，光谱学正朝着以下几个方向发展：1. 多模态光谱分析：将不同的光谱技术相结合，提高分析的准确性和精度。
例如，将拉曼光谱与红外光谱结合，可以获得更全面的材料结构信息。
光谱分析原理
光谱分析原理
光谱分析是一种通过物质对光的吸收、发射或散射来确定其成分和结构的方法。
它是一种非常重要的分析技术，广泛应用于化学、物理、生物、医学等领域。
光谱分析的原理主要包括吸收光谱分析、发射光谱分析和散射光谱分析。
吸收光谱分析是利用物质对特定波长的光吸收的原理来确定物质的成分和浓度。
当物质处于激发态时，它会吸收特定波长的光，使得物质发生能级跃迁。
通过测量吸收光谱可以得到物质的吸收峰，从而确定物质的成分和浓度。
常见的吸收光谱分析方法包括紫外-可见吸收光谱和红外吸收光谱。
发射光谱分析是利用物质在受到激发后发射特定波长的光的原理来确定物质的
成分和结构。
当物质受到激发后，其电子会跃迁至激发态，随后再跃迁至基态时会发射特定波长的光。
通过测量发射光谱可以得到物质的发射峰，从而确定物质的成分和结构。
常见的发射光谱分析方法包括荧光光谱和磷光光谱。
散射光谱分析是利用物质对入射光产生散射的原理来确定物质的成分和结构。
当入射光与物质发生相互作用时，会产生散射现象，散射光谱可以通过测量入射光的散射角度和散射光的强度来确定物质的成分和结构。
常见的散射光谱分析方法包括拉曼光谱和散射光谱。
总的来说，光谱分析原理是通过物质对光的吸收、发射或散射来确定其成分和
结构。
不同的光谱分析方法有着各自的特点和适用范围，可以根据需要选择合适的方法进行分析。
光谱分析在化学、物理、生物、医学等领域都有着重要的应用价值，对于研究物质的性质和相互作用具有重要意义。
希望本文对光谱分析原理有所帮助，谢谢阅读。
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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。
许多人进行过光谱方面的实验，认识到发射光谱与光源的化学成分以及光源的激发方式有密切关系。
1848年，傅科（JeanLeon Foucault,1819—1868）注意到钠焰既发射D线，同时也会从更强的弧光吸收D线。
1859年，基尔霍夫（Gustav RobertKirchhoff，1824—1887）对光的吸收和发射之间的关系作了深入研究。
他和本生（RobertWilhelmBunsen，1811—1899）研究了各种火焰光谱和火花光谱，并且在研究碱金属的光谱时发现了铯（1860年）和铷（1861年）。
接着，克鲁克斯发现了铊，里奇发现了铟（1863年），波依斯邦德朗发现了镓（1875年），用的都是光谱方法。
光谱分析对鉴定化学成分的巨大意义，导致了光谱研究工作的急骤发展。
然而，由于当时缺乏足够精度的波长标准，观测结果很是混乱。
例如，基尔霍夫在论文中表述光谱用的是他自己从光谱仪测微计上得到的读数。
显然，这样的数据别人是无法利用的。
1868年，埃格斯特朗（AndersJonasÅngström，1814—1874）发表“标准太阳光谱”图表，记有上千条夫琅和费线的波长，以10-8厘米为单位，精确到六位数字，为光谱工作者提供了极其有用的资料。
埃格斯特朗是瑞典阿普沙拉大学物理教授，作过天文观测站工作，多年从事光谱学的工作，对光谱的性质、合金光谱、太阳光谱以及吸收光谱和发射光谱间的关系作过一系列研究，特别是对光谱波长的精确测量进行过大量的艰苦工作。
为了纪念他的功绩，10-8厘米后来就命名为埃格斯特朗单位（简写作Å）。
埃格斯特朗的光谱数据用作国际标准达十几年，后来发现阿普沙拉市的标准米尺与巴黎的米原器相比，不是999.81毫米，而是999.94毫米，致使埃格斯特朗的光谱数据有系统误差，1887—1893年后，被罗兰的数据所代替。
罗兰（Henry AugustusRowland，1848—1901）是美国约翰·霍普金斯大学教授。
他以周密的设计、精巧的工艺制成了高分辨率的平面光栅和凹面光栅，获得的太阳光谱极为精细，拍摄的光谱底片展开可达50英尺，波长从2152.91Å到7714.68Å，用符合法求波长，精确度小于0.01Å。
氢光谱的获得也要归功于埃格斯特朗，是他首先从气体放电的光谱中找到了氢的红线，即Hα线，并证明它就是夫琅和费从太阳光谱发现的C线。
后来，又发现另外几根可见光区域内的氢谱，并精确地测量了它们的波长。
1880年胡金斯（WilliamHuggins，1824—1910）和沃格尔（Hermann CarlVogel，1841—1907）成功地拍摄了恒星的光谱，发现这几根氢光谱线还可扩展到紫外区，组成一光谱系。
这个光谱系具有鲜明的阶梯形，一根接着一根，非常有规律。
可是，即使这样明显的排列，人们也无法解释。
19世纪80年代初，光谱学已经取得很大发展，积累了大量的数据资料。
摆在物理学家面前的任务，是整理这些浩繁杂乱的资料，找出其中的规律，并对光谱的成因，即光谱与物质的关系作出理论解释。
二、巴耳末发现氢光谱规律正是在这一形势面前，许多物理学家都在试图寻求光谱的规律。
法国的M．马斯卡特，波依斯邦德朗都曾发表过这方面的文章。
他们将光谱线类比于声学谐音，用力学振动系统说明光的发射，企图从中找到光谱线之间的关系。
英国的斯坦尼（G.John－stoneStoney，1826—1911）根据基音和谐音的关系，竟从三条可见光区域的氢谱线波长为20∶27∶32之比，猜测基音波长应为131277.14Å，这种说法当然过于牵强，于是有人，例如1882年舒斯特（A.Schuster），甚至悲观地指出：“在目前的精度内，要找到谱线的数量关系是没有意义的。
”当时的物理学家往往习惯于用力学系统来处理问题，摆脱不了传统观念的束缚，也许正是由于这个原因，在光谱规律的研究上首先打开突破口的不是物理学家，而是瑞士的一位中学数学教师巴耳末（JohannJakobBalmer，1825—1898）。
他受到巴塞尔大学一位对光谱很有研究的物理教授哈根拜希（E．Hagenbach）的鼓励，试图寻找氢光谱的规律。
（巴耳末在巴塞尔大学兼课）。
巴耳末擅长投影几何，写过这方面的教科书，对建筑结构、透视图形、几何素描有浓厚兴趣。
他在这方面的特长使他有可能取得物理学家没有想到的结果。
1884年6月25日巴耳末在瑞士的巴塞尔市向全国科学协会报告了自己的发现：次年发表了论文。
在论文中是这样叙述的：“在H.W.沃格尔和胡金斯对氢光谱紫外线测量的基础上，我曾试图建立一公式，以满意地代表各谱线的波长。
这件工作得到了哈根拜希教授的鼓励。
“埃格斯特朗对氢谱线的精确测量使我有可能为这些谱线的波长确定一共同因子，以最简便的方法表示这些波长的数量关系。
于是，我逐渐达到了一个公式，至少可以对这四根谱线以惊人的精度得到它们的波长，这一公式是光谱定律的生动表示式。
“从埃格斯特朗的测定，推出这个公式的共同因子是b=3645.6×10-7毫米……”“氢的前四根谱线的波长可以从这一基数相继乘以系数9/5、4/3、25/21与9/8。
初看起来这四个系数没有构成规则数列，但如果第二项与第四项分子分母分别乘4，则分子为32、42、52、62，而分母相应地差4。
“由于几种原因，使我相信，这四个系数属于两个数列，第二数列包含有第一数列。
最后，我终于提出一个更普遍的形式：m2/（m2-n2），其中m、n均为整数。
……”“如果用这些系数和基数3645.6计算波长，以10-7毫米作单位，得下列数：“公式与埃格斯特朗观测值的偏差最大不超过波长的1/40000，这个偏差很可能就在观测的可能误差范围之内。
这真是一个极好的证据，说明埃格斯特朗该是以何等高超的科学技巧和细心从事这项工作的。
”巴耳末在论文中没有具体介绍是怎样找到这个基本因子的。
有人查考了他当年的手稿并根据旁人的回忆，判断他有这样的一段经历：(1)开始，巴耳末也是采用在谱线间找谐和关系的办法，后来感到这个不符合谱线的实际情况，终于摒弃了这一方案。
(2)他借助几何图形领悟到谱线波长趋近于某一极值，又从几何图形推测出平方关系，经过反复校核，确定埃格斯特朗的数据最为精确，并找到了这个共同因子。
(3)后来，他得到哈根拜希教授之助，将建立的公式与紫外区的五根氢谱线核对，证明也是正确的，这才有把握公之于众。
这就是巴耳末公式的发现经过。
这个公式打开了光谱奥秘的大门，找到了译解原子“密码”的依据，此后光谱规律陆续总结出来，原子光谱逐渐形成了一门系统的学科。
三、里德伯的普遍公式瑞典物理学家里德伯（Johannes RobertRydberg，1854—1919）则是沿另外一条途径找到光谱规律的。
1890年他发表了元素光谱的普遍公式。
为了研究元素的周期性，他收集和整理了大量的光谱资料，其中锂、钠、钾和镁、锌、镉、汞、铝等元素的谱线波长数据，对他总结光谱公式提供了重要依据，然而关键的启示是已有一些物理学家在他之前用波长的倒数代替波长来表示谱线。
1871年，G. J.斯坦尼第一次尝试用波长的倒数表示光谱线，并建议取名为波数。
1871年《英国学会报告》中有过这样的报道：“用这个尺度（指波数）对研究有很大方便，（因为谐和关系的）光谱线系可表示成等距的。
这种方法还有更为方便之处，即这样描绘光谱，比埃格斯特朗的经典光谱图中用波长尺度描绘更接近于从光谱仪直接看到的情景。
”1883年，哈特莱（W.N.Hartrey）用波数表示法取得重大成功，他发现所有三重线的谱线系，例如锌光谱，如果用波数表示，同一谱系中各组三重线的间距总是相等的。
利夫因（G.D.Liveing）和杜瓦（J.Dewar）同时也得到类似结果。
1885年，考尔纽（A.Cor-nu）观察到铊和铝的紫外光谱的双线中也有类似的情况。
1890年，里德伯在《哲学杂志》上发表论文，题为《论化学元素线光谱的结构》，论文列举了大量光谱数据，对光谱规律作出总结，他写道：“谱系的各项是相继整数的函数，各谱系可近似用下式表示：内n是波数，m是正整数，N0=109721.6，对所有谱系均为一共同常数，n0与μ是某一谱系特有的常数。
将可见到，n0表示当m变为无穷大时波数n趋向的极值。
”“同一族（漫族或锐族）的谱系μ值相同，不同族中同一级的谱线n0相同……”里德伯的工作在巴耳末之后，但他并不知道巴耳末公式。
直到1890年，当他获知巴耳末公式并且将巴耳末公式用波数表示，发现这正是自己所得公式的一个特例，这才对自己的工作有了更充分的把握。
后来，凯塞（H.Kayser）、龙格（G.Runge）、舒斯特、里兹（WaltherRitz，1878—1909）等人继续进行了谱系的整理研究，续有进展。