利用光谱学的原理和实验方法以确定物质的结构和化学成分的分析方法称为光谱分析法。19世纪中后期，德国化学家本生和物理学家基尔霍夫奠定了一种新的化学分析方法—光谱分析法的基础。极大地推动了近代化学的发展，为新元素的发现开辟了一条新路。
年，巴登政府为本生在海德尔堡大学建造的化学实验室落成，在那里本生除了自己进行科学实验以外，还指导了一大批青年学生，他们在本生的严格训练下，在19世纪后期都成了有名的科学家。新落成的实验室里铺设了煤气管道，学生们都用煤气灯作加热器具。煤气灯的火焰很明亮，不断地冒着黑烟。由于煤气燃烧不充分，火焰的温度不高。本生改造了煤气灯，就是在喷嘴下面开一个小孔，让煤气在燃烧之前就与空气混合，这样得到的火焰不发亮光，火焰几近无色，很稳定，温度也很高。后人将这种灯叫做本生灯。
在本生灯无色火焰的灼烧下，金属及其盐类能产生各种特征颜色，即发生焰色反应。本生经常用这种分析方法来鉴别各种金属。本生在教学和科研中都特别强调实验的重要性，他非常喜欢自己设计仪器，常常熟练地制作自己需要的玻璃仪器。经年累月的实验使他的手指结了厚厚的一层茧，这样，他的手指不仅不怕酸、碱的腐蚀，甚至不怕℃的酒精灯内焰的灼烧。本生对科学具有广泛的兴趣，早期研究有机化学，后来又涉猎无机化学，他用化学方法研究地质现象，对现代岩石学有不小的启发。而他最大量的研究工作和最重要的贡献是发明了许多鉴定、分离无机物的分析方法。其中的光谱分析法使他和物理学家基尔霍夫名扬四海。基尔霍夫是本生在布雷斯劳大学结识的好朋友，他在光谱学上造诣很深。谈到光谱分析法，得从大约在他们年前研究光谱的牛顿说起。
年，剑桥大学的学生、21岁的牛顿开始研究颜色的问题，这是他全部科学创造生涯的开始。年他进而开始研究光谱。他的第一篇论文《光和色的新理论》，提到：“年初，我正磨制一些非球形的光学玻璃镜，其中有一块三角形玻璃棱镜，用来试一下大家熟悉的颜色现象。我遮暗了房间，把窗帘拉开一个小缝，让适当的阳光透进来。在窗的入口处放了这块棱镜，使光折射到对面的墙上。于是看到这束光变成了光艳夺目的绚丽彩带，引起了我极大的兴趣。”牛顿把这种色带命名为光谱。
牛顿和他的老师巴罗将单色光再经过三棱镜折射后发现，单色光的颜色并不改变。后来牛顿又将各色光经过棱镜折射混合在一起，结果得到了白光！年，他做出判断：白色的太阳光“是一种由折射率不同的光线组合成的复杂的混合光。”年，他进一步指明了光的不同折射率与颜色的关系，正确地解释了日光通过三棱镜后之所以会展现成光谱的原因，并且指出颜色是一种原始的、天生的性能，并不是光线经过折射或反射而导出的，折射和反射也不能改变它的颜色。
太阳光谱解剖图
牛顿对太阳光谱的研究成果是一项划时代的科学成就，揭开了一个崭新的科学天地。从此以后，观察和研究光谱的人越来越多，观测技术也日益高明，光谱学作为一门新的学科诞生了。年，德国物理学家弗朗和斐则紧紧抓住了这一现象。他曾把油灯、酒精灯、烛光作光源，观察这些火焰的光谱，发现所有这些光谱都是线状的，不连续的，在某一确定的位置上都出现两条明亮的黄线。于是他又进一步研究太阳光，本想在其光谱中找到那两条黄色的亮线，但没有找到，只发现在太阳光谱中有许多暗线，仔细数了数，竟有条。他用字母A、B、C、D、E、F、G把其中最主要的线标上了代号，后人把这些暗线叫做弗朗和斐线。
当他们将少量氯化钠放在本生灯的火焰上时，分光镜中出现了两条黄色的谱线。基尔霍夫想起了弗朗和斐线，他仔细观察，发现两条黄线的位置恰好落在太阳光谱中的钠-D双暗线上。同一位置，一明一暗，是不是太阳上缺少钠呢？他们又让太阳光进入分光镜，看到了钠D双暗线，然后在分光镜前灼烧氯化钠，希望钠明亮的黄线能“抹平”太阳光谱中的D暗线。意外的是，D暗线更黑了！
如果把太阳光遮挡住，则钠明亮的黄线又出现了，而且准确地落在钠-D双线的位置上。对这一实验事实的解释，基尔霍夫认为，只能承认炽热的钠蒸气既能发射钠-D双线，又能吸收钠-D双线。于是，他们用氢氧焰煅烧生石灰，使它发出的连续光谱进入分光镜，在分光镜前放上本生灯灼烧氯化钠，果然看到了在石灰的连续光谱中出现了两条暗线，其位置恰好落在钠-D双线的位置上。这时，如果将其他的盐类放入本生灯的火焰内，也会出现一些暗线，这些暗线的位置恰好与所灼烧金属盐的特征光谱相重合。实验证明了太阳中有钠。弗朗和斐暗线和本生灯灼烧金属盐时发出的亮线一样，也能反映出太阳上存在的元素。
年10月20日，基尔霍夫向柏林科学院提交报告说：经过光谱分析，证明太阳上有氢、钠、铁、钙、镍等元素。他的见解和新发现立即轰动了全欧洲的科学界，在地球上居然检测出了一亿五千万公里之遥的太阳上的化学元素组成！光谱分析法很快成了化学界、物理学界和天文学界开展科学研究的重要手段。从那时起便知道，炽热的原子蒸气能发射或吸收线光谱，而固体和液体发出的是连续光谱，例如灯泡里白炽的灯丝和石灰煅烧时，发出的都是连续光谱。
本生与基尔霍夫谈到他用火焰颜色来鉴别各种金属，但有些金属灼烧时火焰的颜色很相近，他就透过有色玻璃片来进一步鉴别。基尔霍夫听了马上说：“如果我是你，我就用棱镜来观察这些火焰的光谱。”第二天，基尔霍夫就带了棱镜和其他一些光学仪器来到本生的实验室。他们制作了分光镜，通过分光镜，金属灼烧时发出的各种光变成了明亮的谱线，每种金属对应一种它自己特有的谱线。灼烧时都是红色火焰的锂和锶，在分光镜中就呈现出不同的谱线——锂是蓝线、红线、橙线和黄线，而锶是一条明亮的红线和一条较暗的橙线，它们毫不含糊地区分开了！这是年初秋的一天，一位化学家和一位物理学家亲密合作，共同发明了光谱分析法。
光谱分析法的作用
本生和基尔霍夫认为，光谱分析法能够测定天体和地球上物质的化学组成，还能够用来发现地壳中含量非常少的新元素。他们首先分析了当时已知元素的光谱，给各种元素做了光谱档案。这就像人的指纹，各不相同。最终发现了新元素铯和铷。
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