光譜儀的發(fā)明歷程

光譜儀的發(fā)明歷程著名的英國科學家牛頓在1666年用三棱鏡觀察光譜，可以說是最早的光譜實驗。此后不少科學家從事光譜學方面的研究。1800年，英國天文學家赫歇爾測量太陽光譜中各部分的熱效應，在世界上首次發(fā)現了紅外線。1801年里特發(fā)現了紫外線。1802年沃拉斯頓觀察到太陽光譜的不連續(xù)性，發(fā)現中間有多條黑線，這本來是很重要的發(fā)現，他卻誤認為是顏色的分界線。1803年英國物理學家托馬斯?楊進行了光的干涉的實驗，第一次提供了測定波長的方法。（如圖）（光束經過分光鏡后產生光譜示意圖）德國物理學家夫瑯和費，重新發(fā)現和編繪了太陽光譜圖，內有多條黑線（700多條），并對其中的重要黑線用從A到H等字母標記（人稱“夫瑯和費線”）,這些黑線后來成為比較不同玻璃材料色散率的標準。這些成果在1814年至1815年間陸續(xù)發(fā)表。夫瑯和費還發(fā)明了衍射光柵。開始他用銀絲纏在兩根螺桿上，做成光柵，后來建造了刻紋機，用金鋼石在玻璃上刻痕，做成透射光柵。光譜分析的應用研究是從基爾霍夫和本生開始的。本生是德國漢堡的化學教授。他發(fā)明了本生燈，對各種物質在高溫火焰中發(fā)生的變化很有研究，基爾霍夫是漢堡的物理學教授，對光學熟悉。他們兩位合作制成了第一臺梭鏡光譜儀（分光鏡）。該儀器利用了牛頓1666年首創(chuàng)技術，使光通過三棱鏡中，展開成為一道彩虹光帶（光譜）。他們用透鏡把物質在本生燈燃燒時發(fā)出的光線集成一束平行光，通過一條窄縫，再通過三棱鏡，用望遠鏡放大觀察所成的光譜?；鶢柣舴蚝捅旧l(fā)現，每種化學元素燃燒時發(fā)出的火焰都有獨特的顏色，可以據此加以鑒別。1860年及1861年他們用光譜儀發(fā)現銫和銣。此后借助光譜分析方法研究目光，發(fā)現地球上許多元素太陽上也有。1868年法國天文學家詹森和英國天文學家羅克耶分別用光譜法發(fā)現了當時地球上還沒有發(fā)現的一種元素，他們認為這是太陽大氣中特有的元素，取名氦，即“太陽”的意思。這樣光譜方法也應用到了天文學方面。光譜方法研究工作急速的發(fā)展，也出現了新的問題，主要問題之一是缺乏足夠精度的波長標準，致使觀測結果混亂，無法相互交流。1868年埃斯特朗發(fā)表“標準太陽光譜”圖表，記有上千條夫瑯和費線的小波長，以10-8厘米為單位，精確到6位數，為光譜工作者提供了極其有用的資料。為紀念他的，10-8厘米后來就埃斯特朗單位，簡寫作埃（A）。十幾年后被更為精確的羅蘭數據表所代替?，F代光譜儀不用三棱鏡而用衍射光柵。這是一種上面刻有千條線的板，把光分開，然后把光譜拍攝或記錄