光谱学及其应用
光谱技术与应用
光谱技术与应用光谱技术是研究和应用光的科学，通过对物质与光的相互作用进行测量与分析。
光谱技术包括广泛的方法，如可见光、紫外光（UV）、红外光（IR）和拉曼光谱等，它们具有独特的特点和应用。
以下是光谱技术的一些常见应用：1. 可见光和紫外光吸收光谱：这种技术用于测量溶液或固体材料在可见光和紫外光范围内吸收的光的强度。
这可以帮助我们了解物质的组成、浓度、结构和稳定性。
它被广泛应用于颜色测量、化学分析和材料表征。
2. 红外光光谱：红外光谱技术用于测量物质对红外辐射的吸收。
它提供了关于物质振动和旋转能级的信息，可用于识别有机和无机化合物、分析功能团、研究分子结构等。
此外，红外光谱还可以应用于气体分析、食品检测和环境监测。
3. 拉曼光谱：拉曼光谱技术基于物质发生激发态的振转和旋转转变时发射或散射光粒子的能量差异，提供关于物质振动和分子结构的信息。
拉曼光谱在化学和材料科学中具有广泛应用，可以用于物质的成分分析、相变研究、微量探测等。
4. 荧光光谱：荧光光谱技术用于研究物质通过光吸收后再发射的光谱特性。
这种技术可以用来检测材料的组成、测量荧光强度和寿命，了解分子间相互作用，以及细胞和组织的荧光标记。
5. 质谱：质谱被用于分析物质的质量、质量比和结构。
质谱技术可以提供关于分子的质量、组成、分子结构、碎片图谱等信息。
它在化学、环境科学、生命科学等领域有广泛应用，包括物质探索、代谢组学、药物检测等。
除了上述应用，光谱技术在食品安全检测、医学诊断、环境监测、材料研究等领域都具有重要作用。
这些技术的研究和应用有助于我们更好地理解和探索物质的特性和行为，为科学研究和工业领域提供有价值的工具。
光谱在生活中的应用
光谱在生活中的应用光谱在生活中有许多重要的应用。
光谱是指将光按照波长或频率进行分类和分析的过程，通过观察和分析光谱，我们可以获得有关物质性质和组成的重要信息。
以下是光谱在生活中的一些常见应用：1. 光谱分析，光谱分析是通过测量物质吸收、发射或散射光的特性来确定其组成和性质的方法。
例如，紫外-可见吸收光谱可以用于分析溶液中的化学物质浓度，红外光谱可用于分析有机化合物的结构，核磁共振光谱可用于确定分子的结构和组成。
2. 天体物理学，天文学家使用光谱来研究宇宙中的天体。
通过观察天体的光谱，可以得出关于其组成、温度、速度和运动方向等信息。
例如，通过分析星光的光谱，天文学家可以确定星体的化学组成和温度。
3. 化学分析，光谱在化学分析中起着关键作用。
不同元素和化合物在特定波长下会吸收或发射特定的光谱线。
基于这一原理，我们可以使用光谱技术来确定样品中的元素和化合物的存在和浓度。
常见的应用包括原子吸收光谱、荧光光谱、拉曼光谱等。
4. 医学诊断，光谱在医学诊断中也有广泛的应用。
例如，红外光谱可以用于检测和诊断疾病，如癌症、糖尿病等。
此外，光谱成像技术，如光学相干断层扫描（OCT）和磁共振光谱成像（MRSI），可用于检测和诊断疾病，如眼科疾病和脑部肿瘤。
5. 环境监测，光谱技术在环境监测和污染控制中起着重要作用。
例如，紫外光谱可以用于检测空气中的臭氧浓度，红外光谱可以用于检测温室气体的排放和监测大气污染物。
6. 食品安全，光谱技术也被广泛应用于食品安全领域。
通过检测食品样品的光谱特征，可以确定其成分、质量和安全性。
例如，近红外光谱可以用于检测食品中的营养成分和添加剂，红外光谱可以用于检测食品中的污染物和有害物质。
总结起来，光谱在生活中的应用非常广泛，涵盖了许多领域，包括化学、医学、环境监测和食品安全等。
通过光谱分析，我们可以获得物质的组成、性质和结构等重要信息，从而推动科学研究和技术发展，提高生活质量和环境健康。
光谱技术的应用
光谱技术是一门研究物质与光相互作用的学科，通过分析物质的吸收和发射光谱，可以揭示物质的性质、结构和浓度等信息。
光谱技术在各个领域都有广泛的应用，包括化学、物理、生物学、医学、环境科学等。
以下将详细介绍光谱技术的应用。
1. 化学分析光谱技术在化学分析中有着重要的应用。
通过分析物质的吸收光谱，可以确定物质的成分和浓度。
例如，在红外光谱分析中，可以通过测量物质对红外光的吸收来确定物质的分子结构和化学键。
在原子光谱分析中，可以通过观察原子发射的光谱线来确定物质的元素组成。
光谱技术已经被广泛应用于石油化工、环境监测、食品安全等领域。
2. 物理研究光谱技术在物理学研究中也有重要的应用。
例如，在光谱学中，通过观察原子和分子的发射光谱，可以研究原子和分子的能级结构、电子跃迁等物理过程。
在激光光谱技术中，可以利用激光的光谱特性进行高精度的测量和检测，例如激光雷达、激光干涉仪等。
光谱技术已经被广泛应用于光学、原子分子物理、量子物理等领域。
3. 生物学研究光谱技术在生物学研究中也有广泛的应用。
通过分析生物体发射的光谱，可以研究生物体的生理和生化过程。
例如，在荧光光谱分析中，可以利用荧光探针标记生物分子，通过测量荧光发射光谱来确定生物分子的位置和浓度。
在拉曼光谱分析中，可以通过测量生物分子的拉曼散射光谱来确定生物分子的结构和动力学。
光谱技术已经被广泛应用于生物化学、分子生物学、细胞生物学等领域。
4. 医学诊断光谱技术在医学诊断中也有重要的应用。
通过分析人体组织的光谱，可以检测和诊断疾病。
例如，在红外光谱分析中，可以通过测量人体组织对红外光的吸收来检测病变和疾病。
在荧光光谱分析中，可以利用荧光探针标记生物分子，通过测量荧光发射光谱来诊断疾病。
光谱技术已经被广泛应用于医学成像、疾病检测、疗效评估等领域。
5. 环境监测光谱技术在环境监测中也有广泛的应用。
通过分析环境样品的光谱，可以检测和监测环境污染。
例如，在紫外光谱分析中，可以通过测量大气中污染物的紫外吸收光谱来监测大气污染。
光谱学的基本原理与应用
光谱学的基本原理与应用光谱学是物理学、化学和生物学中常用的研究手段，它可以用来研究分子、原子、分子团以及它们之间的交互作用。
光谱学研究的对象有很多种，如电磁波谱，核磁共振谱，拉曼光谱，荧光光谱，红外线光谱等等。
不同的光谱学方法适用于不同的研究对象。
光谱学的原理：光谱受实物或分子产生的能量或分子之间交互作用的影响。
基本原理是利用物质分子对电磁波的吸收，发射或散射来表征分子的结构和动态行为。
当光线穿过吸收性物质时，颜色和强度都会发生变化。
光谱学的研究过程就是记录这些变化的过程。
根据光谱的特征，可以了解样品的结构，环境中的物质、温度、密度等一些性质。
具体来说，光谱学可以通过测量物质对不同波长的电磁辐射的响应（吸收、发射或散射）来确定样品的起始物质。
应用：光谱学在科学研究，生物医学，环境监测等领域得到广泛的应用。
在生物医学领域，光谱技术是诊断癌症和其他疾病的有力工具之一。
利用荧光光谱和Raman光谱可以检测细胞和细胞组分，如DNA，蛋白质等。
此外，IR光谱能够检测蛋白质，脂质，多糖等，经常被用于药物研究。
在环境科学中，光谱学可以用于监测大气污染，地质物质成分，油品质量等。
在石油化工中，光谱技术被用来监测原油和天然气的质量，成分和处理过程。
此外，光谱学也被用于研究环境中的毒性物质，如重金属，化学品等，并能够监测环境中有毒物质的浓度。
在材料科学中，光谱学可用于研究材料的成分和结构，如纳米颗粒的形态，厚度和晶格常数。
利用XRD，Raman和荧光光谱可以研究材料的分子成分。
结论：光谱学是一种非常有价值的分析工具，可以用于高质量科学研究和应用，例如生物医学，环境科学，材料科学等领域。
该领域中的方法越来越多，也越来越普及。
在未来，随着技术的不断发展，光谱学将会有更广泛的应用并发挥重要作用。
光谱学在生物医学研究中的应用
光谱学在生物医学研究中的应用光谱学是一种研究物质的性质和结构的科学方法。
它的应用领域非常广泛，包括生物医学研究。
光谱学可以通过分析分子的吸收、发射或散射光谱来研究分子的结构、组成和运动。
这些方法可以用于生物医学领域的诊断、监测和治疗等方面。
光谱学在生物医学研究中的应用包括：1. 红外光谱学红外光谱学是通过分析分子的振动来研究分子的结构和组成的。
它可以帮助确定生物分子中的化学结构、功能和代谢物等。
例如，在肿瘤诊断中，红外光谱技术可以用于鉴定肿瘤组织中的蛋白质和核酸等生物分子，从而识别和定量肿瘤组织的类型和程度。
2. 紫外光谱学紫外光谱学是通过分析分子的电子跃迁来研究分子的结构和组成的。
它可以帮助研究生物分子的吸收、发射和荧光等性质。
例如，紫外光谱技术可以用于检测生物分子的浓度、稳定性和结构等。
3. 核磁共振光谱学核磁共振光谱学是通过分析分子中的核磁共振信号来研究分子的结构和组成的。
它可以帮助确定生物分子中的原子和分子的位置、环境和状态等。
例如，在代谢研究中，核磁共振技术可以用于监测生物分子的代谢过程，从而识别和定量不同生物分子的代谢产物和反应条件。
4. 激光光谱学激光光谱学是通过分析分子与激光交互作用的光谱来研究分子的结构和组成的。
它可以帮助研究生物分子的光学性质、荧光、拉曼等。
例如，在分子识别和成像中，激光光谱技术可以用于定位和识别植物细胞中的荧光基团、色素和成分等。
总的来说，光谱学是一种非常有用和广泛应用的科学方法，它提供了一种研究生物分子的结构和性质的有效手段。
未来，随着技术的不断发展和应用的不断扩大，光谱学将在生物医学研究中扮演越来越重要的角色。
光谱在生活中的应用
光谱在生活中的应用光谱在生活中有许多重要的应用。
下面我将从多个角度介绍光谱在不同领域的应用。
1. 天文学，光谱在天文学中起着关键作用。
通过观测天体的光谱，我们可以了解它们的组成、温度、运动状态等重要信息。
例如，通过分析星光的光谱，我们可以确定星体的化学成分，并研究宇宙的演化过程。
2. 物理学，光谱在物理学中也有广泛应用。
例如，光的色散现象可以通过光谱来研究。
光谱的分析可以帮助我们了解光的波长、频率、能量等特性，以及与物质相互作用时的行为。
3. 化学，光谱在化学分析中发挥着重要作用。
光谱技术可以用于确定物质的结构、组成和浓度。
例如，红外光谱可以用于确定有机化合物的结构，紫外-可见光谱可以用于测定物质的吸收和发射特性，核磁共振光谱可以用于分析分子的结构。
4. 医学，光谱在医学领域也有广泛应用。
例如，近红外光谱可以用于非侵入性测量人体组织的氧合状态，用于监测脑功能活动、血液供应等。
光谱成像技术也可以用于癌症的早期诊断和治疗监测。
5. 环境科学，光谱在环境科学中发挥着重要作用。
通过分析大气、水体和土壤的光谱特征，可以监测和评估环境中的污染物、营养物质和生物量等。
这对于环境保护和资源管理具有重要意义。
6. 无线通信，光谱在无线通信中也扮演着重要角色。
无线电频谱的管理和分配是确保通信系统正常运行的关键。
通过光谱分析，可以确定可用频段，避免频谱干扰，提高通信质量和效率。
7. 材料科学，光谱在材料科学中的应用非常丰富。
通过分析材料的光谱，可以了解其光学、电学、磁学等性质。
这有助于材料设计、性能优化和新材料的开发。
总结起来，光谱在天文学、物理学、化学、医学、环境科学、无线通信和材料科学等领域都有广泛应用。
通过光谱分析，我们可以获取物质的结构、组成、性质等重要信息，促进科学研究和技术发展。
光谱学的基础知识和应用
光谱学的基础知识和应用光谱学是现代科学中极为重要的一个分支，它研究物理性质、化学性质和电磁波谱之间的关系。
在生命科学、材料科学、环境科学、天文学、能源和光电子学等领域都有着广泛的应用。
本文将介绍光谱学的基础知识和主要应用。
一、光谱学的基本概念光谱学是研究物质与电磁波（特别是可见光和紫外线）之间相互作用的学科。
电磁波是由振动的电场和磁场构成的，它们的振动频率（ν，单位为赫兹）和波长（λ，单位为米）之间满足下面的关系：c = νλ其中，c是电磁波在真空中的速度，约为300000 km/s。
光谱学最基本的概念是“光的频谱”（spectrum），即将光按频率或波长分解开来所得到的一系列分量的集合。
光的频谱大致可以分为以下几类：1. 连续光谱（continuous spectrum）：它是由各种波长的光波干涉和叠加的结果。
例如黑体辐射（blackbody radiation）就是一种连续光谱。
2. 发射光谱（emission spectrum）：物质被加热或激发时，会发出一定波长的光。
这些光波经常呈现出特定的波长分布，即发射光谱。
例如氢原子光谱就是一种明显的发射光谱。
3. 吸收光谱（absorption spectrum）：当某一种波长的光通过某种物质时，物质会吸收这种波长的光，而不能透过去。
这种现象可以用吸收光谱来描述，吸收光谱与发射光谱是相反的。
例如太阳光通过地球大气层时的吸收现象就是一种吸收光谱。
二、光谱学的应用1. 化学分析光谱学在化学分析中有着广泛的应用，特别是原子光谱法。
原子光谱法能够分析样品中包含的元素种类和含量，主要有原子吸收光谱（atomic absorption spectroscopy，AAS）和原子发射光谱（atomic emission spectroscopy，AES）两种方法。
2. 生命科学生命科学中使用光谱学的方法是非常多样的，例如：（1）荧光光谱可以研究生物分子的结构、功能。
各种光谱技术及其应用
各种光谱技术及其应用光谱技术是一种研究物质与光的相互作用的科学工具，它通过分析物质与光的相互作用过程中所产生的光谱信号来研究物质的性质和结构。
光谱技术在各个领域都有广泛的应用，如化学、生物学、物理学等，本文将介绍几种常见的光谱技术及其在不同领域中的应用。
1. 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)紫外-可见吸收光谱是一种常见的光谱技术，它通过测量物质对紫外或可见光的吸收能力来分析物质的特性。
UV-Vis光谱广泛应用于分析化学、环境监测、生物化学等领域。
例如，可以通过UV-Vis光谱来测定物质的浓度、了解反应过程中物质的变化、监测水体中的污染物等。
2. 红外光谱(IR)红外光谱是一种通过测量物质在红外辐射下吸收、散射或透射光的强度变化来研究物质结构和成分的技术。
红外光谱广泛应用于有机化学、药物研发、材料分析等领域。
例如，通过红外光谱可以确定有机化合物中的官能团、分析药物的含量、研究材料的结构等。
3. 核磁共振(NMR)核磁共振是一种通过测量核磁共振现象来研究物质结构和动力学的技术。
在核磁共振光谱中，物质中的原子核在外加磁场和射频场的作用下发生共振，从而产生一系列特征峰。
核磁共振在有机化学、生物化学、药物研发等领域具有重要的应用价值。
例如，核磁共振光谱可以用于识别有机化合物的结构、分析药物的纯度、研究生物大分子的结构等。
4. 荧光光谱荧光光谱是一种通过测量物质在受激发光照射下发射的荧光光强度来研究物质的性质和结构的技术。
荧光光谱广泛应用于生物学、医学、环境科学等领域。
例如，荧光光谱可以用于检测生物标记物、分析环境污染物、研究荧光染料的性质等。
5. 质谱(MS)质谱是一种通过分析物质的离子化状态和质量-电荷比来研究物质的成分和结构的技术。
质谱广泛应用于分析化学、药物研发、环境监测等领域。
例如，质谱可以用于确定有机化合物的分子结构、分析药物的代谢产物、检测环境中的有机污染物等。
6. 拉曼光谱拉曼光谱是一种通过测量物质在受激发光照射下发生拉曼散射光的强度和频率变化来研究物质的结构和成分的技术。
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光谱学及其应用摘要：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。
关键词：发展简史；内容；发射；吸收；分析；应用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。
尽管氢原子光谱线的波长的表示式十分简单，不过当时对其起因却茫然不知。
一直到1913年，玻尔才对它作出了明确的解释。
但玻尔理论并不能解释所观测到的原子光谱的各种特征，即使对于氢原子光谱的进一步的解释也遇到了困难。
能够满意地解释光谱线的成因的是20世纪发展起来的量子力学。
电子不仅具有轨道角动量，而且还具有自旋角动量。
这两种角动量的结合便成功地解释了光谱线的分裂现象。
电子自旋的概念首先是在1925年由乌伦贝克和古兹密特作为假设而引入的，以便解释碱金属原子光谱的测量结果。
在狄喇克的相对论性量子力学中，电子自旋(包括质子自旋与中子自旋)的概念有了牢固的理论基础，它成了基本方程的自然结果而不是作为一种特别的假设了。
1896年，塞曼把光源放在磁场中来观察磁场对光三重线，发现这些谱线都是偏振的。
现在把这种现象称为塞曼效应。
次年，洛伦兹对于这个效应作了满意的解释。
塞曼效应不仅在理论上具有重要意义，而且在应用中也是重要的。
在复杂光谱的分类中，塞曼效应是一种很有用的方法，它有效地帮助了人们对于复杂光谱的理解。
光谱学的内容根据研究光谱方法的不同，习惯上把光谱学区分为发射光谱学、吸收光谱学与散射光谱学。
这些不同种类的(一).发射光谱学发射光谱可以区分为三种不同类别的光谱：线状光谱、带状光谱和连续光谱。
线状光谱主要产生于原子，带状光谱主要产生于分子，连续光谱则主要产生于白炽的固体或气体放电。
现在观测到的原子发射的光谱线已有百万条了。
每种原子都有其独特的光谱，犹如人的指纹一样是各不相同的。
根据光谱学的理论，每种原子都有其自身的一系列分立的能态，每一能态都有一定的能量。
以氢原子为例，能量的大小可表示为En=-hc·Rh/n2式中n取从1到∞的正整数，称为主量子数，从经典的观点来说，n是描写电子围绕原子核运动的轨道的大小的。
每一个n值也就决定了一个能级。
R H为氢原子的里德伯常数。
h为普朗克常数。
公式中的负号是因为习惯上把相应于n=∞的能量定为最高值并令它等于零，而相应于n=1的能量则定为最低能量，这个能态称为基态，相应的能级称为基能级。
当原子以某种方法从基态被提升到较高的能态上时，原子的内部能量增加了，原子就会把这种多余的能量以光的形式发射出来，于是产生了原子的发射光谱。
原子发射出来的光的频率v为，式中Wn为较高能级的能量，Wi为较低能级的能量。
频率经常以厘米倒数(cm-1)来量度；1厘米倒数是在1厘米长度内所包括的波长数目。
在细致地描写原子中的电子运动时，除了主量子数n以外，还有另外三个量子数，分别以l、m和s表示。
l是描写电子轨道运动角动量的大小的，称为角量子数，它的值取n-1到0之间的正整数。
l=0的电子称为s电子，l=1的电子为p电子，l=2的电子为d电子等。
量子数m是描写电子的运动轨道在空间的取向的，称为磁量子数,它的值不能大于l但可以为负。
对于给定l来说，m=l,l-1,…，-l。
s为电子自旋量子数，是描写电子自旋的角动量的，等。
它产生出光谱中的多重线。
如果原子中产生光谱的电子不只一个时，各个电子的自旋的矢量和S为电子组态的总自旋。
量子数S 永远是正数。
对于轨道角动量也是如此，它们的和给出原子的总轨道角动量（量子数为L）。
L=0时，有关的能态称为S态；L=1时，称为P态；L=2时，称为D态等。
多电子原子能级的高低依赖于S,依赖于L，也依赖于S与L之间的相互作用。
S与L结合在一起给出原子的总角动量J。
量子数J取正值，其范围在L与S之差的最小值和L+S的最大值之间。
在光谱学中，常常以符号MLJ来表示原子的能级或者光谱项。
其中M=2S+1为光谱的多重性，是表示能级分裂的数目的。
例，则M=2，这意味着每个能级（S能级除外）都分裂成两个成分，碱金属原子能级就属于这种情况。
对于两个电子的原子而言，S=0或1，这取决于两电子的自旋方向是平行的还是反平行，因之能级的多重性或者为1(能级无分裂)或者为3（每一能级分裂成三个成分）。
碱土金属原子的能级就属于这种情况。
依次类推。
原子在各能级之间的跃迁就产生出光谱线来，从高能级向低能级的跃迁产生发射光谱；反之，产生吸收光谱。
根据量子力学的法则，原子在能级之间的跃迁是遵守选择定则的，这些选择定则为ΔL=0，±1；ΔS=0；ΔJ=0)（除了J=0），±1。
符号ΔL表示跃迁中的初态与终态的L值之差。
ΔS和ΔJ的意义同此。
在分子的发射光谱中，研究的主要内容是二原子分子的发射光谱在分子中，电子围绕着两个或多个原子核运动，像原子一样，每种运动都有其特定的能级。
除了电子运动之外，原子核围绕其中心彼此作周期振动;此外，这些原子核作为整体也会围绕某些轴在空间转动。
所有这些运动都会显示在分子光谱中，因而分子光谱就变得十分复杂了。
分子中的电子，像原子中的电子一样有四个量子数。
但在二原子分子中，电子为两个原子核所共有，因而量子数m就由一个新的量子数λ来代替了。
λ表示电子轨道对于分子轴的取向，它可以为正值也可以为负值，但在数值上不能大于l。
在二原子分子中，λ同自旋s的结合很相似于原子中的l与s的结合。
它们结合在一起的代数和表示电子的总角动量在分子轴上的投影，其数值由Λ表示，Λ=0，1，2，…。
相应于Λ的不同的值的电子态分别由大写的希腊字母Σ、∏、Δ、Ф、…表示。
分子能态的符号同原子相似为MΛ，M仍等于2S+1。
例如H2、N2、HCl等的最低电子态为1Σ，O2的为3Σ，NO的为2∏等。
在分子中，电子态的能量比振动态的能量大50～100倍，而振动态的能量比转动态的能量大50～100倍。
因此，在分子的电子态之间的跃迁中，总是伴随着振动跃迁和转动跃迁的，因而许多光谱线就密集在一起而形成带状光谱。
从发射光谱的研究中可以得到原子与分子的能级结构的知识，包括有关重要常数的测量。
并且原子发射光谱广泛地应用于化学分析中。
（二）.吸收光谱学当一束具有连续波长的光通过一种物质时，光束中的某些成分便会有所减弱，当经过物质而被吸收的光束由光谱仪展成光谱时，就得到该物质的吸收光谱。
几乎所有物质都有其独特的吸收光谱。
原子的吸收光谱所给出的有关能级结构的知识同发射光谱所给出的是互为补充的。
一般来说，吸收光谱学所研究的是物质吸收了那些波长的光，吸收的程度如何，为什么会有吸收等问题。
研究的对象基本上为分子。
吸收光谱的光谱范围是很广阔的，大约从10纳米到1000 微米。
在200 纳米到800 纳米的光谱范围内，可以观测到固体、液体和溶液的吸收，这些吸收有的是连续的，称为一般吸收光谱；有的显示出一个或多个吸收带，称为选择吸收光谱。
所有这些光谱都是由于分子的电子态的变化而产生的。
选择吸收光谱在有机化学中有广泛的应用，包括对化合物的鉴定、化学过程的控制、分子结构的确定、定性和定量化学分析等。
分子的红外吸收光谱一般是研究分子的振动光谱与转动光谱的，其中分子振动光谱一直是主要的研究课题。
分子振动光谱的研究表明，许多振动频率基本上是分子内部的某些很小的原子团的振动频率，并且这些频率就是这些原子团的特征，而不管分子的其余的成分如何。
这很像可见光区域色基的吸收光谱，这一事实在分子红外吸收光谱的应用中是很重要的。
多年来都用来研究多原子分子结构、分子的定量及定性分析等。
（三）．散射光谱学在散射光谱学中，喇曼光谱学是最为普遍的光谱学技术。
当光通过物质时，除了光的透射和光的吸收外，还观测到光的散射。
在散射光中除了包括原来的入射光的频率外(瑞利散射和廷德耳散射)，还包括一些新的频率。
这种产生新频率的散射称为喇曼散射，其光谱称为喇曼光谱。
喇曼散射的强度是极小的，大约为瑞利散射的千分之一。
喇曼频率及强度、偏振等标志着散射物质的性质。
从这些资料可以导出物质结构及物质组成成分的知识。
这就是喇曼光谱具有广泛应用的原因。
由于喇曼散射非常弱，所以一直到1928年才被印度物理学家喇曼等所发现。
他们在用汞灯的单色光来照射某些液体时，在液体的散射光中观测到了频率低于入射光频率的新谱线。
在喇曼等人宣布了他们的发现的几个月后，苏联物理学家兰茨见格等也独立地报道了晶体中的这种效应的存在。
喇曼效应起源于分子振动(和点阵振动)与转动，因此从喇曼光谱中可以得到分子振动能级(点阵振动能级)与转动能级结构的知识。
喇曼散射强度是十分微弱的，在激光器出现之前，为了得到一幅完善的光谱，往往很费时间。
自从激光器得到发展以后，利用激光器作为激发光源，喇曼光谱学技术发生了很大的变革。
激光器输出的激光具有很好的单色性、方向性，且强度很大，因而它们成为获得喇曼光谱的近乎理想的光源，特别是连续波氩离子激光器与氨离子激光器。
于是喇曼光谱学的研究又变得非常活跃了，其研究范围也有了很大的扩展。