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任何材料在發熱時都有發光的趨勢，如今，我們可以輕鬆地藉助爐灶，電燈泡的金屬絲或者太陽來解釋這件事，比如，在18世紀後期，科學家還通過在實驗室中加熱物質來觀察這種現象，但不知道如何解釋它。然而，他們知道如何將氣體發出的光分解成光譜，該光譜的線條是所含化學元素的特徵。1859年，德國物理學家古斯塔夫·羅伯特·基希霍夫將這種光譜稱為「發射光譜」。
圖解:在589nm處D2（左）和一示範590納米D1（右）採用用鹽水燈芯在火焰發射鈉D譜線
很多研究者也嘗試對物質如何產生發射光譜作出解釋但並沒有成功。到1900年，德國物理學家馬克斯·普朗克給出了部分答案。普朗克首先指出，在當時的物理學研究中，這個問題是不可能被完全解決的。然後，他發展了一種革命性的理論，將其標記為現代物理學的開端和迄今為止的物理終結。
在他的理論中，普朗克斷言光只能以他稱之為「量子」的能量束髮出，而我們之後將其重命名「光子」。這樣的主張與當時大眾對光的認知背道而馳。
實際上，光被認為是在電磁波的作用下傳播的一種連續能量的形式，而不是存在光子微粒的一種不連續能量的形式。
之後，在1905年，德國物理學家愛因斯坦進一步研究，他不僅認為普朗克是正確的，甚至將理論推得更遠：他提出，除了偶發地作為粒子（光子）行事外，光還具有起伏的特性，這確實有必要認為光既是粒子也是波。
圖解：波粒二象性示意圖說明，從不同角度觀察同樣一件物體，可以看到兩種迥然不同的圖樣。
另外，愛因斯坦認為光子的能量與其輻射的波長有關。 因此，根據他的說法，長波長的波（例如紅光）攜帶很少的能量，而短波長的波（例如紫光）攜帶更多的能量。1913年，丹麥物理學家尼爾斯·亨利克·戴維·玻爾將普朗克和愛因斯坦的研究成果整合到他的新原子模型中，並解釋了物質如何以粒子形式發光。根據玻爾的說法，原子是由帶負電的電子組成的，這些電子圍繞帶正電的核運行。但是，電子軌道位於離原子核非常特定的距離處。
圖解：氫原子的玻爾模型，展示了一個電子在兩個固定軌道之間躍遷並釋放出一個特定頻率的光子。
靠近原子核的軌道中的電子能量相對較小，因為它被正核牢固地吸引著。如果電子要進入更遠的軌道，將必須給它很多能量。位於較遠位置的電子具有大量能量，因為要留在軌道上，它必須能夠抵消遠距離時原子核對其施加吸引力。因此，原子核將不得不給它一點能量，使它進入更高的軌道。
根據玻爾的說法，當物體受熱時，其中的一些電子吸收能量並趨於從近軌道快速移動到遠離原子核的軌道。然後，每個電子返回其位於原子核附近的原始軌道，從而降低其能量含量，使其與原始軌道的能量完全匹配。
玻爾提出，如普朗克和愛因斯坦所描述的那樣，它以小「能量束」的形式存在，也就是說，以光子和光的形式存在時，電子擺脫了能量過剩的束縛。
由於每個化學元素都有一個帶正電荷的原子核，因此其電子的軌道具有不同的高能含量。給定化學元素的電子從遠處的軌道移動到近處的軌道，它發射出一個具有其特徵的光子，並且其能量與在其光譜中觀察到的光的波長相對應。
圖解：一個正弦波的波長。
考慮到一個原子內可能發生幾次軌道跳躍的事實，每個化學元素都有自己獨特的發射光譜。
下圖顯示了某些化學元素的發射光譜。 顯而易見，所有的發射線都具有它們的特徵，例如條形碼或指紋。
氫的發射光譜
鐵的發射光譜
參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3.astro-canada-王小
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