สเปกโทรสโกปีเป็นสาขาการศึกษาที่วัดและตีความสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับสสาร^{[ 1 ]}ในบริบทที่แคบกว่า สเปกโทรสโกปีคือการศึกษาสี อย่างแม่นยำ โดยทั่วไปจากแสงที่มองเห็นได้ ที่แผ่รังสี ไปจนถึงแถบทั้งหมดของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า

สเปกโทรสโกปี โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นเครื่องมือสำรวจพื้นฐานในสาขาดาราศาสตร์เคมีวิทยาศาสตร์วัสดุและฟิสิกส์ช่วยให้สามารถตรวจสอบองค์ประกอบ โครงสร้างทางกายภาพและอิเล็กตรอนของสสารในระดับอะตอมโมเลกุลและระดับมหภาค รวมถึงในระยะทางทางดาราศาสตร์ได้

ในอดีต สเปกโทรสโกปีมีต้นกำเนิดมาจากการศึกษาการพึ่งพาความยาวคลื่นของการดูดกลืนแสงที่มองเห็นได้โดยสสารในเฟสแก๊สซึ่งกระจายโดยปริซึมการประยุกต์ใช้สเปกโทรสโกปีในปัจจุบัน ได้แก่สเปกโทรสโกปีทางการแพทย์ในด้าน การวิเคราะห์ เนื้อเยื่อและ การถ่ายภาพ ทางการแพทย์คลื่นสสารและคลื่นเสียงสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นรูปแบบหนึ่งของพลังงานรังสี และเมื่อเร็ว ๆ นี้คลื่นความโน้มถ่วงได้ถูกเชื่อมโยงกับลายเซ็นสเปกตรัมในบริบทของหอดูดาวคลื่นความโน้มถ่วงแบบเลเซอร์อินเตอร์เฟอโรเมตร (LIGO) ^{[ 2 ]}

สเปกโทรสโกปีเป็นสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับสเปกตรัมของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าตามฟังก์ชันของความยาวคลื่นหรือความถี่โดยวัดด้วย อุปกรณ์ สเปกโทรแกรมและเทคนิคอื่นๆ เพื่อให้ได้ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างและคุณสมบัติของสสาร^{[ 3 ]}อุปกรณ์วัดสเปกตรัมเรียกว่าสเปกโทรเมตรสเปกโทรโฟโตมิเตอร์สเปกโทรกราฟหรือเครื่องวิเคราะห์สเปกตรัมการวิเคราะห์สเปกโทรสโกปีส่วนใหญ่ในห้องปฏิบัติการเริ่มต้นด้วยตัวอย่างที่จะวิเคราะห์ แหล่งกำเนิดแสงจะถูกส่งผ่านโมโนโครมาเตอร์เพื่อแยกสีในเชิงพื้นที่ก่อนที่จะส่งผ่านแถบความถี่ที่เลือกผ่านตัวอย่าง จากนั้นเอาต์พุตจะถูกจับโดยโฟโตไดโอด [ ^{4 ] สำหรับ}วัตถุประสงค์ทางดาราศาสตร์ กล้องโทรทรรศน์จะต้องติดตั้งอุปกรณ์กระจายแสง^{[ 5 ]}มีการตั้งค่าพื้นฐานหลายเวอร์ชันที่สามารถนำมาใช้ได้

การศึกษา สเปกโทรสโกปีเริ่มต้นจาก ไอ แซค นิวตันที่แยกแสงด้วยปริซึม ซึ่งเป็นช่วงเวลาสำคัญในการพัฒนาทัศนศาสตร์สมัยใหม่^{[ 6 ]}ดังนั้น เดิมทีจึงเป็นการศึกษาแสงที่มองเห็นได้ที่เราเรียกว่าสีต่อมาจากการมีส่วนร่วมของเจมส์ คลาร์ก แม็กซ์เวลล์การศึกษานี้จึงครอบคลุมถึงสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ทั้งหมด ^{[ 7 ]} แม้ว่าสีจะเกี่ยวข้องกับการศึกษาสเปกโทรสโกปี แต่ก็ไม่เทียบเท่ากับการดูดซับและการสะท้อนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าบางชนิดที่ทำให้วัตถุหรือองค์ประกอบต่างๆ มีสีต่อสายตาของเรา แต่การศึกษาสเปกโทรสโกปีเกี่ยวข้องกับการแยกแสงด้วยปริซึม ตารางการเลี้ยวเบน หรือเครื่องมือที่คล้ายกัน เพื่อแสดงรูปแบบเส้นแยกเฉพาะที่เรียกว่า "สเปกตรัม" ซึ่งเป็นเอกลักษณ์สำหรับธาตุหรือโมเลกุลแต่ละชนิด ธาตุส่วนใหญ่จะถูกทำให้เป็นสถานะก๊าซก่อนเพื่อให้สามารถตรวจสอบสเปกตรัมได้ แม้ว่าในปัจจุบันจะสามารถใช้วิธีการอื่นๆ สำหรับสถานะ ต่างๆ ของสสารได้ องค์ประกอบแต่ละอย่างที่ถูกเลี้ยวเบนโดยเครื่องมือคล้ายปริซึมจะแสดงสเปกตรัมการดูดกลืนหรือสเปกตรัมการปล่อยแสง ขึ้นอยู่กับว่าองค์ประกอบนั้นกำลังถูกทำให้เย็นลงหรือถูกทำให้ร้อนขึ้น^{[ 8 ]}

จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ สเปกโทรสโกปีทั้งหมดเกี่ยวข้องกับการศึกษาสเปกตรัมเส้น และสเปกโทรสโกปีส่วนใหญ่ก็ยังคง เป็นเช่นนั้น ^{[ 9 ]}สเปกโทรสโกปีแบบสั่นสะเทือนเป็นสาขาหนึ่งของสเปกโทรสโกปีที่ศึกษาสเปกตรัมที่เกิดจากการสั่นสะเทือนของโมเลกุล^{[ 10 ]}อย่างไรก็ตาม การพัฒนาล่าสุดในสเปกโทรสโกปีบางครั้งอาจไม่จำเป็นต้องใช้เทคนิคการกระจายแสง ในสเปกโทรสโกปีทางชีวเคมี สามารถรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับเนื้อเยื่อทางชีวภาพได้โดยใช้เทคนิคการดูดซับและการกระเจิงแสง สเปกโทรสโกปีการกระเจิงแสงเป็นสเปกโทรสโกปีแบบสะท้อนแสงชนิดหนึ่งที่กำหนดโครงสร้างของเนื้อเยื่อโดยการตรวจสอบการกระเจิงแบบยืดหยุ่น^{[ 11 ]}ในกรณีเช่นนี้ เนื้อเยื่อจะทำหน้าที่เป็นกลไกการเลี้ยวเบนหรือการกระจายแสง

การศึกษาทางสเปกโทรสโกปีเป็นหัวใจสำคัญของการพัฒนากลศาสตร์ควอนตัมแบบจำลองอะตอมควอนตัมที่มีประโยชน์ชุดแรก รวมถึงแบบจำลองของโบร์สมการชโรดิงเกอร์และกลศาสตร์เมทริกซ์ได้จำลองเส้นสเปกตรัมของไฮโดรเจนแบบจำลองเหล่านี้เทียบเคียงการกระโดดควอนตัมแบบไม่ต่อเนื่องของอิเล็กตรอนที่ถูกผูกไว้ในอะตอมไฮโดรเจนกับสเปกตรัมไฮโดรเจนแบบไม่ต่อเนื่องคำอธิบายของแม็กซ์ พลังค์ เกี่ยวกับ การแผ่รังสีของวัตถุดำเกี่ยวข้องกับสเปกโทรสโกปี เนื่องจากเขาเปรียบเทียบความยาวคลื่นของแสงโดยใช้โฟโตมิเตอร์กับอุณหภูมิของวัตถุดำ^{[ 12 ]} สเปกโทรสโก ปีถูกนำมาใช้ในเคมีเชิงฟิสิกส์และ เคมีวิเคราะห์ เนื่องจากอะตอมและโมเลกุลมีสเปกตรัมที่เป็นเอกลักษณ์ ดังนั้น สเปกตรัมเหล่านี้จึงสามารถใช้ในการตรวจจับ ระบุ และวัดปริมาณข้อมูลเกี่ยวกับอะตอมและโมเลกุลได้

สเปกโทรสโกปีถูกนำมาใช้ในดาราศาสตร์และการสำรวจระยะไกลบนโลกกล้องโทรทรรศน์ วิจัยส่วนใหญ่ มีสเปกโทรกราฟ สเปกตรัมที่วัดได้ถูกนำมาใช้เพื่อกำหนดองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกายภาพของวัตถุทางดาราศาสตร์เช่นอุณหภูมิความอุดมสมบูรณ์ของธาตุความเร็วการหมุนสนามแม่เหล็กและอื่นๆ^{[ 13 ]}การใช้สเปกโทรสโกปีที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือในชีวเคมี ตัวอย่างโมเลกุลอาจถูกวิเคราะห์เพื่อระบุชนิดและปริมาณพลังงาน^{[ 14 ]}

หลักการพื้นฐานของสเปกโทรสโกปีคือแสงประกอบด้วยความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน และแต่ละความยาวคลื่นสอดคล้องกับความถี่ที่แตกต่างกัน ความสำคัญของสเปกโทรสโกปีอยู่ที่ข้อเท็จจริงที่ว่าธาตุทุกชนิดในตารางธาตุมีสเปกตรัมแสงที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งอธิบายได้ด้วยความถี่ของแสงที่ปล่อยออกมาหรือดูดซับอย่างสม่ำเสมอ โดยปรากฏอยู่ในส่วนเดียวกันของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าเมื่อแสงนั้นเกิดการเลี้ยวเบน^{[ 15 ]}สิ่งนี้เปิดสาขาการศึกษาใหม่ทั้งหมดเกี่ยวกับทุกสิ่งที่ประกอบด้วยอะตอม สเปกโทรสโกปีเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจคุณสมบัติของอะตอมของสสารทั้งหมด ด้วยเหตุนี้ สเปกโทรสโกปีจึงเปิดสาขาย่อยทางวิทยาศาสตร์ใหม่ๆ อีกมากมายที่ยังไม่ถูกค้นพบ แนวคิดที่ว่าธาตุอะตอมแต่ละชนิดมีลักษณะสเปกตรัมที่เป็นเอกลักษณ์ ทำให้สเปกโทรสโกปีถูกนำไปใช้ในหลากหลายสาขา โดยแต่ละสาขามีเป้าหมายเฉพาะที่บรรลุได้ด้วยกระบวนการสเปกโทรสโกปีที่แตกต่างกันสถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติได้จัดทำฐานข้อมูลสเปกตรัมอะตอมสาธารณะที่ได้รับการอัปเดตอย่างต่อเนื่องด้วยการวัดที่แม่นยำ^{[ 16 ]}

ด้วยเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์แบบดูดกลืน ระดับการดูดกลืนของแหล่งกำเนิดแสงจะถูกกำหนดโดยกฎของเบียร์-แลมเบิร์ตโดย ที่คือความเข้มของแสงก่อนผ่านตัวอย่างคือความเข้มของแสงขาออกคือสัมประสิทธิ์การดูดกลืนคือความยาวของเส้นทางผ่านตัวอย่าง และคือความเข้มข้นของตัวอย่าง สัมประสิทธิ์การดูดกลืนขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นที่เลือกและโมเลกุลที่ถูกสุ่มตัวอย่าง^{[ 4 ]}$${\displaystyle \ln \left({\frac {I_{0}}{I}}\right)=\varepsilon \ell c}$$${\displaystyle I_{0}}$${\displaystyle I}$${\displaystyle \varepsilon }$${\displaystyle \ell }$${\displaystyle c}$

การสั่นพ้องตามความถี่ได้รับการระบุลักษณะครั้งแรกในระบบเชิงกล เช่นลูกตุ้มซึ่งมีความถี่ของการเคลื่อนที่ที่กาลิเลโอสังเกตเห็นอย่างมีชื่อเสียง[ 17 ^{]ในระบบ}กลศาสตร์ควอนตัม การสั่นพ้องที่คล้ายคลึงกันคือการจับคู่ของสถานะคงที่ ทางกลศาสตร์ควอนตัมสองสถานะ ของระบบ เช่นวงโคจรอะตอม สองวง ผ่านแหล่งพลังงานแบบสั่น เช่นโฟตอนการจับคู่ของสองสถานะจะแข็งแกร่งที่สุดเมื่อพลังงานของแหล่งตรงกับความแตกต่างของพลังงานระหว่างสองสถานะ นั่นคือ โฟตอนที่มีพลังงานที่เหมาะสมมีแนวโน้มที่จะทำให้อิเล็กตรอนกระโดดระหว่างวงโคจรสองวง ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการกระตุ้นอิเล็กตรอนพลังงานEของโฟตอนมีความสัมพันธ์กับความถี่νโดยE = hνโดยที่hคือค่าคงที่ของพลังค์ [ ^{18 ] ดังนั้นสเปกตรัมของการตอบ สนอง}ของระบบเทียบกับความถี่ของโฟตอนจะสูงสุดที่ความถี่หรือพลังงานที่สั่นพ้อง

ส่วนใดส่วนหนึ่งของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถใช้ในการวิเคราะห์ตัวอย่างได้ตั้งแต่รังสีอินฟราเรดไปจนถึงรังสีอัลตราไวโอเลต ซึ่งจะบอกนักวิทยาศาสตร์ถึงคุณสมบัติที่แตกต่างกันเกี่ยวกับตัวอย่างเดียวกัน การค้นพบนี้นำไปสู่การขยายขอบเขตของสาขาสเปกโทรสโกปี ตัวอย่างเช่น ในการวิเคราะห์ทางเคมี สเปกโทรสโกปีประเภทที่พบได้บ่อยที่สุด ได้แก่ สเปกโทรสโกปีอะตอม สเปกโทรสโกปีอินฟราเรด สเปกโทรสโกปีอัลตราไวโอเลตและแสงที่มองเห็นได้ สเปกโทรสโกปีรามานและนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์ [ ^{19 ] ใน}นิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์ (NMR) ทฤษฎีเบื้องหลังคือความถี่นั้นคล้ายคลึงกับเรโซแนนซ์และความถี่เรโซแนนซ์ที่สอดคล้องกัน

สเปกโทรสโกปีเป็นสาขาที่กว้างขวางมากจนมีสาขาย่อยมากมาย แต่ละสาขาย่อยมีการประยุกต์ใช้เทคนิคสเปกโทรสโกปีเฉพาะด้านต่างๆ มากมาย การประยุกต์ใช้และเทคนิคต่างๆ เหล่านั้นสามารถจำแนกได้หลายวิธี

ประเภทของสเปกโทรสโกปีนั้นแบ่งตามประเภทของพลังงานรังสีที่เกี่ยวข้องกับการปฏิสัมพันธ์ ในหลายการใช้งาน สเปกตรัมจะถูกกำหนดโดยการวัดการเปลี่ยนแปลงในความเข้มหรือความถี่ของพลังงานนี้ ประเภทของพลังงานรังสีที่ศึกษาได้แก่:

• รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นแหล่งพลังงานแรกที่ใช้ในการศึกษาสเปกโทรสโกปี เทคนิคที่ใช้รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าโดยทั่วไปจะถูกจำแนกตามช่วงความยาวคลื่นของสเปกตรัมและรวมถึง^{ไมโครเวฟ [ 21} ]เท^{ราเฮิ}ร์ตซ์ [ ^{22 ] อินฟราเรด} [ 23 ^{] อินฟราเรด}ใกล้[ ^{24 ] อัลตราไวโอเลต} -วิสิเบิล^{[ 25 ]}รังสี เอกซ์ ^{[ 26 ]}และสเปกโทรสโกปีแกมมา^{[ 27 ]}
• อนุภาค สามารถเป็นแหล่งพลังงานรังสีได้เนื่องจากคลื่นเดอ บรอยล์^{[ 28 ]}ทั้ง สเปกโตรสโก ปีอิเล็กตรอน^{[ 29 ]}และนิวตรอนถูกนำมาใช้^{[ 26 ]}สำหรับอนุภาคพลังงานจลน์ ของมัน จะเป็นตัวกำหนดความยาวคลื่น^{[ 28 ]}
• สเปกโตรสโคปีอะคูสติกเกี่ยวข้องกับคลื่นความดันที่แผ่รังสี^{[ 30 ]}
• การวิเคราะห์เชิงกลแบบไดนามิกสามารถนำมาใช้เพื่อถ่ายทอดพลังงานการแผ่รังสี เช่นเดียวกับคลื่นเสียง ไปยังวัสดุแข็ง^{[ 31 ]}

ประเภทของสเปกโทรสโกปีสามารถแยกแยะได้จากลักษณะของปฏิสัมพันธ์ระหว่างพลังงานและวัสดุ ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ได้แก่: ^{[ 32 ]}

• สเปกโทรสโกปีการดูดกลืน : การดูดกลืนเกิดขึ้นเมื่อพลังงานจากแหล่งกำเนิดรังสีถูกดูดซับโดยวัสดุ การดูดกลืนมักถูกกำหนดโดยการวัดสัดส่วนของพลังงานที่ส่งผ่านวัสดุ ซึ่งการดูดกลืนจะทำให้สัดส่วนของพลังงานที่ส่งผ่านลดลง
• สเปกโทรสโกปีการปล่อย : การปล่อยบ่งชี้ว่าพลังงานรังสีถูกปล่อยออกมาจากวัสดุสเปกตรัมของวัตถุดำเป็นสเปกตรัมการปล่อยที่เกิดขึ้นเองโดยกำหนดจากอุณหภูมิ คุณสมบัตินี้สามารถวัดได้ในย่านอินฟราเรดโดยเครื่องมือต่างๆ เช่น อินเตอร์เฟอโรเมตรวัดการแผ่รังสีที่ปล่อยออกมาจากบรรยากาศ^{[ 33 ]}การปล่อยสามารถเกิดขึ้นได้จากแหล่งพลังงานอื่นๆ เช่นเปลวไฟประกายไฟ อาร์คไฟฟ้าหรือรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในกรณีของการเรืองแสง
• การกระเจิงแบบยืดหยุ่นและ สเปก โทรสโก ปีการสะท้อน ใช้เพื่อตรวจสอบว่ารังสีตกกระทบถูกสะท้อนหรือกระเจิงโดยวัสดุอย่างไรส่วนผลึกศาสตร์ใช้การกระเจิงของรังสีพลังงานสูง เช่น รังสีเอกซ์และอิเล็กตรอน เพื่อตรวจสอบการจัดเรียงของอะตอมในโปรตีนและผลึกของแข็ง
• สเปกโทรสโกปีอิมพีแดนซ์โดยที่อิมพีแดนซ์คือความสามารถของตัวกลางในการขัดขวางหรือชะลอการส่งผ่านพลังงาน^{[ 34 ]}สำหรับ การใช้งาน ทางแสงลักษณะนี้จะถูกกำหนดโดย ดัชนีการหักเห ของแสง
• ปรากฏการณ์ การกระเจิงแบบไม่ยืดหยุ่นเกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนพลังงานระหว่างรังสีเอกซ์กับสสารที่ทำให้ความยาวคลื่นของรังสีที่กระเจิงเปลี่ยนไป ซึ่งรวมถึงการกระเจิงแบบรามานและ คอมป์ ตัน^{[ 35 ]}
• สเปกโทรสโก ปีแบบโคเฮเรนต์หรือแบบเรโซแนนซ์เป็นเทคนิคที่พลังงานการแผ่รังสีเชื่อมโยงสถานะควอนตัมสองสถานะของวัสดุเข้าด้วยกัน ใน ปฏิสัมพันธ์แบบโคเฮเรนต์ซึ่งคงอยู่ได้ด้วยสนามการแผ่รังสี ความโคเฮเรนต์นี้อาจถูกรบกวนได้จากปฏิสัมพันธ์อื่นๆ เช่น การชนกันของอนุภาคและการถ่ายโอนพลังงาน ดังนั้นจึงมักต้องใช้รังสีที่มีความเข้มสูงเพื่อให้เกิดความต่อเนื่องสเปกโทรสโกปีนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์ (NMR)เป็นวิธีการเรโซแนนซ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย และสเปกโทรสโกปีเลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษก็สามารถทำได้ในย่านสเปกตรัมอินฟราเรดและแสงที่มองเห็นได้
• สเปกโทรสโกปีนิวเคลียร์เป็นวิธีการที่ใช้คุณสมบัติของนิวเคลียส เฉพาะ เพื่อตรวจสอบโครงสร้างเฉพาะที่ในสสาร โดยส่วนใหญ่ จะเป็น สสารควบแน่นโมเลกุลในของเหลวหรือของเหลวแช่แข็ง และโมเลกุลทางชีวภาพ
• สเปกโตรสโคปีตรรกะควอนตัมเป็นเทคนิคทั่วไปที่ใช้ในกับดักไอออนซึ่งช่วยให้สามารถวิเคราะห์สเปกตรัมของไอออนที่มีโครงสร้างภายในที่ขัดขวางการทำความเย็นด้วยเลเซอร์การจัดการสถานะ และการตรวจจับได้ อย่างแม่นยำ ^{[ 36 ]} การดำเนินการ ตรรกะควอนตัมช่วยให้ไอออนที่ควบคุมได้สามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกับไอออนที่ถูกดักจับร่วมกันซึ่งมีโครงสร้างอิเล็กตรอนที่ซับซ้อนหรือไม่ทราบ

การศึกษาทางสเปกโทรสโกปีได้รับการออกแบบเพื่อให้พลังงานรังสีมีปฏิสัมพันธ์กับสสารประเภทเฉพาะ การศึกษาเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภทใหญ่ๆ ได้แก่^{[ 37 ]}สเปกโทรสโกปีอิเล็กตรอนซึ่งวัดการเปลี่ยนผ่านของอิเล็กตรอนระหว่างสถานะพลังงานต่างๆ ผ่านการดูดซับหรือการปล่อยพลังงานที่มองเห็นได้หรือรังสีอัลตราไวโอเลตสเปกโทรสโกปีไว โบรนิกของโมเลกุลที่เกิด จากการดูดซับพลังงานอินฟราเรด และสเปกโทรสโกปีการ หมุน ของโมเลกุลที่เกิดจากพลังงานไมโครเวฟ^{[ 38 ]}สองอย่างหลังสามารถรวมกันเป็นสเปกโทรสโกปีการหมุน-การสั่นของก๊าซได้

สเปกโทรสโกปีอะตอมเป็นการประยุกต์ใช้สเปกโทรสโกปีครั้งแรกสเปกโทรสโกปีการดูดกลืนอะตอมและสเปกโทรสโกปีการปล่อยอะตอมเกี่ยวข้องกับแสงที่มองเห็นได้และแสงอัลตราไวโอเลต การดูดกลืนและการปล่อยเหล่านี้ ซึ่งมักเรียกว่าเส้นสเปกตรัมอะตอม เกิดจากการเปลี่ยนสถานะทางอิเล็กตรอนของอิเล็กตรอนวงนอกสุดขณะที่พวกมันขึ้นและลงจากวงโคจรอิเล็กตรอนหนึ่งไปยังอีกวงโคจรหนึ่ง อะตอมมีสเปกตรัมรังสีเอกซ์ที่แตกต่างกัน ซึ่งเกิดจากการกระตุ้นของอิเล็กตรอนวงในสุดไปยังสถานะกระตุ้น

อะตอมของธาตุต่าง ๆ มีสเปกตรัมที่แตกต่างกัน ดังนั้นสเปกโทรสโกปีอะตอมจึงช่วยให้สามารถระบุและหาปริมาณองค์ประกอบธาตุของตัวอย่างได้ หลังจากที่โรเบิร์ต บุนเซนและกุสตาฟ เคิร์ชฮอฟฟ์ประดิษฐ์สเปกโทรสโคป บุนเซนได้ค้นพบซีเซียมและรูบิเดียมโดยการสังเกตสเปกตรัมการปล่อยแสงของพวกมัน^{[ 39 ]}เส้นดูดกลืนอะตอมถูกสังเกตในสเปกตรัมของดวงอาทิตย์และเรียกว่าเส้นฟราวน์โฮเฟอร์ตามชื่อผู้ค้นพบ^{[ 40 ]}คำอธิบายที่ครอบคลุมของสเปกตรัมไฮโดรเจนเป็นความสำเร็จในช่วงแรกของกลศาสตร์ควอนตัม^{[ 41 ]}และอธิบายการเลื่อนแลมบ์ที่สังเกตได้ในสเปกตรัมไฮโดรเจน^{[ 42 ]} ซึ่งนำไปสู่การพัฒนา ควอนตัมอิเล็กโทรไดนามิกส์ต่อ ไป

การนำสเปกโทรสโกปีอะตอมสมัยใหม่มาใช้ในการศึกษาการเปลี่ยนผ่านที่มองเห็นได้และอัลตราไวโอเลต ได้แก่ สเปก โทรสโกปีการปล่อยเปลวไฟสเปก โทรสโกปี การ ปล่อย อะตอมพลาสมาที่เหนี่ยวนำด้วย ไฟฟ้า ^{[ 43 ]} สเปกโทรสโก ปี การปล่อยประจุเรืองแสง ^{[ 44 ]}สเปก โทรสโก ปีพลาสมาที่เหนี่ยวนำด้วยไมโครเวฟ^{[ 45 ]}และสเปกโทรสโกปีการปล่อยประกายไฟหรืออาร์ค^{[ 46 ]}เทคนิคสำหรับการศึกษาสเปกตรัมรังสีเอกซ์ ได้แก่สเปกโทรสโกปีรังสีเอกซ์^{[ 26 ]}และฟลูออเรสเซนซ์รังสีเอกซ์^{[ 47 ]}

การรวมตัวของอะตอมเข้าเป็นโมเลกุลนำไปสู่การสร้างสถานะพลังงานเฉพาะประเภท และด้วยเหตุนี้จึงทำให้เกิดสเปกตรัมเฉพาะของการเปลี่ยนผ่านระหว่างสถานะเหล่านี้ สเปกตรัมของโมเลกุลสามารถได้มาเนื่องจากสถานะสปินของอิเล็กตรอน ( เรโซแนนซ์พาราแมกเนติกของอิเล็กตรอน ) การหมุนของโมเลกุลการสั่นของโมเลกุลและสถานะอิเล็กตรอน การหมุนเป็นการเคลื่อนที่รวมของนิวเคลียสของอะตอม และโดยทั่วไปจะนำไปสู่สเปกตรัมในย่านความถี่ไมโครเวฟและมิลลิเมตรเวฟ สเปกโทรสโกปีการหมุนและสเปกโทรสโกปีไมโครเวฟมีความหมายเหมือนกัน การสั่นเป็นการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของนิวเคลียสของอะตอม และศึกษาโดยใช้สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดและรามาน การกระตุ้นอิเล็กตรอนศึกษาโดยใช้สเปกโทรสโกปีที่มองเห็นได้และอัลตราไวโอเลต รวมถึงสเปกโทรสโกปีฟลูออเรสเซนซ์^{[ 32 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ]}

การศึกษาทางด้านสเปกโทรสโกปีระดับโมเลกุลนำไปสู่การพัฒนามาเซอร์ ตัวแรก และมีส่วนช่วยในการพัฒนาเลเซอร์ในเวลาต่อมา

การรวมตัวของอะตอมหรือโมเลกุลเข้าเป็นผลึกหรือรูปแบบขยายอื่นๆ นำไปสู่การสร้างสถานะพลังงานเพิ่มเติม สถานะเหล่านี้มีจำนวนมาก ดังนั้นจึงมีความหนาแน่นของสถานะสูง ความหนาแน่นสูงนี้มักทำให้สเปกตรัมอ่อนลงและไม่ชัดเจน กล่าวคือ กว้างขึ้น ตัวอย่างเช่น การแผ่รังสีของวัตถุดำเกิดจากการเคลื่อนที่ทางความร้อนของอะตอมและโมเลกุลภายในวัสดุ การตอบสนองทางเสียงและทางกลก็เกิดจากการเคลื่อนที่แบบรวมกลุ่มเช่นกัน อย่างไรก็ตาม ผลึกบริสุทธิ์สามารถมีการเปลี่ยนผ่านสเปกตรัมที่ชัดเจน และการจัดเรียงผลึกมีผลต่อสเปกตรัมโมเลกุลที่สังเกตได้โครงสร้างแลตติซ ปกติ ของผลึกจะกระจายรังสีเอกซ์^{[ 52 ]}อิเล็กตรอน^{[ 53 ]}หรือนิวตรอน^{[ 54 ]}ทำให้สามารถศึกษาทางผลึกศาสตร์ได้

นิวเคลียสมีสถานะพลังงานที่แตกต่างกันซึ่งแยกออกจากกันอย่างกว้างขวางและนำไปสู่ สเปกตรัม รังสีแกมมาสถานะการหมุนของนิวเคลียสที่แตกต่างกันสามารถแยกพลังงานได้ด้วยสนามแม่เหล็ก และสิ่งนี้ทำให้สามารถทำการสเปกโทรสโกปีเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ได้^{[ 55 ]}

สเปกโทรสโกปีประเภทอื่นๆ นั้นแตกต่างกันไปตามการใช้งานหรือการนำไปใช้เฉพาะด้าน:

• สเปกโทรสโกปีเรโซแนนซ์อะคูสติกอาศัยคลื่นเสียงเป็นหลักในช่วง คลื่น เสียงที่ได้ยินและอัลตราโซนิก^{[ 56 ]}
• สเปกโทรสโกปีอิเล็กตรอนออเกอร์เป็นวิธีการที่ใช้ในการศึกษาพื้นผิวของวัสดุในระดับไมโครสเกล มักใช้ร่วมกับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน^{[ 57 ]}
• สเปกโตรสโคปีแบบ Cavity ring-downช่วยให้สามารถวัดการดูดกลืนแสง สัมบูรณ์ โดยใช้ตัวอย่างที่กระจายและดูดซับแสง ได้ ^{[ 58 ]}
• สเปกโทรสโก ปีไดโครอิซึมแบบวงกลม จะวัดการดูดกลืนที่แตกต่างกันของ แสงโพลาไรซ์แบบวงกลมซ้ายและขวา^{[ 59 ]}
• สเปกโตรสโคมานแอนติสโตกส์แบบโคเฮเรนต์เป็นเทคนิคใหม่ที่มีความไวสูงและมีศักยภาพในการใช้งานสำหรับสเปกโตรสโคปีและการถ่ายภาพในร่างกาย^{[ 60 ]}
• สเปกโทรสโกปีการเรืองแสงอะตอมไอเย็นเป็นประเภทย่อยของ เทคนิค สเปกโทรสโกปีการปล่อยอะตอมที่วัดปริมาณโลหะหนักระเหยในอากาศในปริมาณเล็กน้อย เช่น ปรอท^{[ 61 ]}
• สเปกโทรสโกปีความสัมพันธ์ครอบคลุมสเปกโทรสโกปี NMR สองมิติหลายประเภท^{[ 62 ]}
• สเปกโตรสโคปีแบบทรานเซียนต์ระดับลึกจะวัดความเข้มข้นและวิเคราะห์พารามิเตอร์ของข้อบกพร่องที่มีการทำงานทางไฟฟ้าในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์^{[ 63 ]}
• สเปกโทรสโกปีไดอิเล็กทริกจะวัด คุณสมบัติ ไดอิเล็กทริก^ของตัวกลางตามฟังก์ชันของความถี่^[ 64 ^]
• การแทรกสอดแบบโพลาไรซ์คู่จะวัดส่วนประกอบจริงและจินตนาการของดัชนีหักเหเชิงซ้อน^{[ 65 ]}
• สเปกโทรสโกปีการสูญเสียพลังงานอิเล็กตรอนในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่าน^{[ 66 ]}
• สเปกโทรสโกปีปรากฏการณ์อิเล็กตรอนวัด คุณสมบัติ ทางกายภาพเคมีและลักษณะของโครงสร้างอิเล็กตรอนของระบบโมเลกุลหลายองค์ประกอบและซับซ้อน^{[ 67 ]}
• สเปกโทรสโก ปีเรโซแนนซ์พาราแมกเนติกของอิเล็กตรอนคล้ายกับเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ (NMR) ยกเว้นว่ามันวัด การกระตุ้น สปินของอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่^{[ 68 ]}
• สเปกโตรสโคปีแรงเป็นชุดเทคนิคสำหรับการศึกษาปฏิสัมพันธ์และแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลแต่ละตัว แม้ว่าชื่อจะค่อนข้างทำให้เข้าใจผิดเพราะไม่มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างสสารกับรังสีที่แท้จริง^{[ 69 ]}
• สเปกโตรสโคปีแบบฟูริเยร์ทรานส์ฟอร์มเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการประมวลผลข้อมูลสเปกตรัมที่ได้จากการใช้อินเตอร์เฟอโรเมตรสเปกโตรสโคปีอินฟราเรดแบบฟูริเยร์ทรานส์ฟอร์มเป็นการนำสเปกโตรสโคปีอินฟราเรดมาใช้^{[ 70 ]} NMR ยังใช้การแปลงฟูริเยร์ด้วย
• สเปกโตรสโคปีแกมมาวัด การปล่อย รังสีแกมมาจากกระบวนการพลังงานสูง รวมถึง แหล่ง กำเนิดรังสีและแหล่งกำเนิดทางดาราศาสตร์^{[ 71 ]}
• สเปกโทรสโกปีของแฮดรอนศึกษาเกี่ยวกับสเปกตรัมพลังงาน/มวลของแฮดรอนโดยพิจารณาจากสปิน พาริตีและคุณสมบัติอื่นๆ ของอนุภาค สเปกโทรสโกปีของแบริออนและสเปกโทรสโกปีของเมซอนเป็นประเภทหนึ่งของสเปกโทรสโกปีของแฮดรอน
• การถ่ายภาพมัลติสเปกตรัมและการถ่ายภาพไฮเปอร์สเปกตรัมเป็นวิธีการสร้างภาพที่สมบูรณ์ของสภาพแวดล้อมหรือวัตถุต่างๆ โดยแต่ละพิกเซลประกอบด้วยสเปกตรัมที่มองเห็นได้ สเปกตรัมอินฟราเรดใกล้ที่มองเห็นได้ สเปกตรัมอินฟราเรดใกล้ หรือสเปกตรัมอินฟราเรด^{[ 72 ]}
• สเปกโทรสโกปีการอุโมงค์อิเล็กตรอนแบบไม่ยืดหยุ่นใช้การเปลี่ยนแปลงของกระแสเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนและการสั่นสะเทือนแบบไม่ยืดหยุ่นที่พลังงานเฉพาะ ซึ่งสามารถวัดการเปลี่ยนผ่านที่ถูกห้ามทางแสงได้เช่นกัน^{[ 73 ]}
• การกระเจิงของนิวตรอนแบบไม่ยืดหยุ่นคล้ายกับสเปกโทรสโกปีรามาน แต่ใช้นิวตรอนแทนโฟตอน^{[ 74 ]}
• สเปกโทรสโกปีการแตกตัวที่เกิดจากเลเซอร์หรือที่เรียกว่าสเปกโทรเมตรีพลาสมาที่เกิดจากเลเซอร์ เป็นสเปกโทรสโกปีการปล่อยอะตอมประเภทหนึ่งที่ใช้พัลส์เลเซอร์พลังงานสูงเป็นแหล่งกำเนิดการกระตุ้น^{[ 75 ]}
• สเปกโตรสโคปีเลเซอร์ใช้เลเซอร์ที่ปรับได้^{[ 76 ]} และแหล่งกำเนิดการปล่อยแบบโคherent ประเภทอื่น เช่นออปติคอลพาราเมตริกออสซิลเลเตอร์ [ ^{77 ] สำหรับ}การกระตุ้นอะตอมหรือโมเลกุลแบบเลือกเฉพาะ
• สเปกโทรสโกปีการกระเจิงแสง (LSS) เป็นเทคนิคสเปกโทรสโกปีที่ใช้โดยทั่วไปในการประเมินการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาในเซลล์เยื่อบุผิวเพื่อศึกษาเนื้อเยื่อเยื่อเมือกและตรวจจับมะเร็ง ระยะเริ่มต้น และ ภาวะก่อน เป็นมะเร็ง^{[ 11 ] [ 78 ]}
• สเปกโตรสโคปีมวลสารเป็นคำทางประวัติศาสตร์ที่ใช้เพื่ออ้างถึงสเปกโตรเมตรีมวลสารคำแนะนำในปัจจุบันคือให้ใช้คำหลัง^{[ 79 ]}คำว่า "สเปกโตรสโคปีมวลสาร" มีต้นกำเนิดมาจากการใช้ หน้าจอ ฟอสฟอร์เพื่อตรวจจับไอออน
• สเปกโทรสโกปี Mössbauerตรวจสอบคุณสมบัติของนิวเคลียสไอโซโทป เฉพาะ ในสภาพแวดล้อมอะตอมที่แตกต่างกันโดยการวิเคราะห์การดูดซับรังสีแกมมา แบบเรโซแน นซ์^{[ 80 ]}ดูปรากฏการณ์Mössbauer
• สเปกโต รสโคปีสปินนิวตรอนวัดพลวัตภายในในโปรตีนและระบบสสารอ่อน อื่นๆ ^{[ 81 ]}
• นิวเคลียร์ควอดรูโพลเร โซแนนซ์ (NMR) เป็นวิธีการทางสเปกโทรสโกปีทางเคมีที่อาศัย NMR ของความชันสนามไฟฟ้า (EFG) ในกรณีที่ไม่มีสนามแม่เหล็ก
• การหาความสัมพันธ์เชิงมุมที่ถูกรบกวน (Perturbed angular correlation : PAC) ใช้สารกัมมันตรังสีเป็นตัวตรวจสอบเพื่อศึกษา สนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก ( ปฏิสัมพันธ์แบบไฮเปอร์ไฟน์ ) ในผลึก ( สสารควบแน่น ) และโมเลกุลชีวภาพ
• สเปกโทรสโกปีโฟโตอะคูสติกคือการวัดผลของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่ถูกดูดซับบนสสารโดยใช้การตรวจจับเสียง^{[ 82 ]}
• สเปกโทรสโกปีการปล่อยเสียงคือการวัดคลื่นเสียงเมื่อวัสดุเกิดการเปลี่ยนรูป^{[ 83 ]}
• สเปกโทรสโกปีการปล่อยโฟโตอิเล็กตรอนจะวัดพลังงานหรือสปินของอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาจากวัสดุโดยผลของโฟโตอิเล็กตรอน^{[ 84 ]}
  • สเปกโทรสโกปีโฟโตอิเล็กตรอนเอ็กซ์เรย์เป็นเทคนิคการวิเคราะห์พื้นผิวที่ใช้ลำแสงเอ็กซ์เรย์เพื่อทำการสเปกโทรสโกปีโฟโตอิเล็กตรอน^{[ 85 ]}
• สเปกโทรสโกปีโฟโตเทอร์มอลวัดความร้อนที่เกิดขึ้นจากการดูดซับรังสี^{[ 86 ]}
• สเปกโตรสโคปีแบบปั๊ม-โพรบสามารถใช้พัลส์เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษเพื่อวัดตัวกลางปฏิกิริยาในช่วงเวลาเฟมโตวินาที^{[ 87 ]}
• สเปกโทรสโก ปีแบบรามานออปติคัลแอคทีฟใช้ประโยชน์จากการกระเจิงแบบรามานและปรากฏการณ์ออปติคัลแอคทีฟเพื่อเปิดเผยข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับศูนย์ไครัลในโมเลกุล
• สเปกโทรสโกปีรามานใช้เพื่อกำหนดโหมดการสั่นของโมเลกุล ซึ่งให้ลายนิ้วมือโครงสร้างที่สามารถใช้ในการระบุโมเลกุลได้^{[ 88 ]}
• สเปกโตรสโคปีแบบอิ่มตัวใช้เทคนิคเลเซอร์คู่เพื่อกำจัดโปรไฟล์ดอปเปลอร์ออกจากสัญญาณสเปกโตรสโคปีของอะตอมร้อน โดยทำการวัดสัญญาณสเปกตรัมของอะตอมที่เคลื่อนที่ตั้งฉากกับเลเซอร์^{[ 89 ]}
• สเปกโทรสโกปีแบบสแกนนิงทันเนลลิ่งใช้กล้องจุลทรรศน์แบบสแกนนิงทันเนลลิ่งเพื่อวัดลักษณะกระแส-แรงดันของพื้นผิวและสร้างแผนที่ของโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์^{[ 90 ]}
• สเปกโตรโฟโตเมตรีเป็นการรวมสเปกโตรมิเตอร์เข้ากับโฟโตมิเตอร์เพื่อวัดความเข้มของพลังงานที่ความยาวคลื่นต่างๆ ซึ่งสามารถใช้ในการกำหนดคุณสมบัติการสะท้อนหรือการส่งผ่านของสารได้^{[ 91 ]}
• สเปกโตรสโคปีเสียงรบกวนสปินติดตามความผันผวนที่เกิดขึ้นเองของสปินอิเล็กตรอนและนิวเคลียส^{[ 92 ]}
• สเปกโทรสโกปีแบบเวลาจำลองจะวัดอัตราการสลายตัวของสถานะกระตุ้นโดยใช้วิธีการทางสเปกโทรสโกปีต่างๆ^{[ 93 ]}
• สเปกโตรสโคปีแบบยืดเวลา^{[ 94 ] [ 95 ]}
• สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดความร้อนวัดรังสีความร้อนที่ปล่อยออกมาจากวัสดุและพื้นผิว และใช้ในการกำหนดประเภทของพันธะที่มีอยู่ในตัวอย่าง รวมถึงสภาพแวดล้อมของโครงสร้างผลึก เทคนิคนี้ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางโดยนักเคมีอินทรีย์นักแร่วิทยาและนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์
• สเปกโทรสโกปีแบบตะแกรงชั่วคราว (Transient grating spectroscopy) วัดการแพร่กระจายของอนุภาคกึ่งควอนตัม สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงในวัสดุโลหะเมื่อถูกฉายรังสีได้
• สเปกโทรสโกปีโฟโตอิเล็กตรอนอัลตราไวโอเลต
• สเปกโทรสโกปีอัลตราไวโอเลต-วิสิเบิล
• สเปกโทรสโกปีไดโครอิซึมแบบวงกลมของการสั่นสะเทือน
• วิดีโอสเปกโตรสโคปี

การใช้สเปกโทรสโกปีมีหลายด้านในสาขาการแพทย์ ฟิสิกส์ เคมี และดาราศาสตร์ โดยอาศัยคุณสมบัติของการดูดกลืนแสงและในด้านดาราศาสตร์คือการปล่อยแสงสเปกโทรสโกปีสามารถใช้ในการระบุสถานะบางอย่างของธรรมชาติได้ การใช้สเปกโทรสโกปีในสาขาวิทยาศาสตร์ที่หลากหลายและสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันมากมาย ทำให้เกิดสาขาย่อยเฉพาะทางขึ้น ตัวอย่างเช่น:

• การกำหนดโครงสร้างอะตอมของตัวอย่าง^{[ 97 ]}
• การศึกษาเส้นสเปกตรัมการปล่อยของดวงอาทิตย์และกาแล็กซีที่อยู่ไกลออกไป^{[ 98 ]}
• การสำรวจอวกาศ^{[ 99 ]}
• การตรวจสอบการบ่มของวัสดุคอมโพสิตโดยใช้ใยแก้วนำแสง^{[ 100 ]}
• การประมาณระยะเวลาการสัมผัสของไม้ผุกร่อนโดยใช้สเปกโทรสโกปีอินฟราเรดใกล้^{[ 101 ]}
• การวัดสารประกอบต่าง ๆ ในตัวอย่างอาหารด้วยสเปกโทรสโกปีการดูดกลืนแสงทั้งในสเปกตรัมที่มองเห็นได้และอินฟราเรด^{[ 102 ]}
• การวัดสารประกอบพิษในตัวอย่างเลือด^{[ 103 ]}
• การวิเคราะห์องค์ประกอบแบบไม่ทำลายด้วยรังสีเอกซ์ฟลูออเรสเซนซ์^{[ 104 ]}
• การวิจัยโครงสร้างอิเล็กตรอนด้วยสเปกโทรสโคปต่างๆ^{[ 90 ] [ 67 ] [ 105 ]}
• การเลื่อนไปทางแดงเพื่อกำหนดความเร็วและความเร็วของวัตถุที่อยู่ไกล^{[ 106 ]}
• การกำหนดโครงสร้างเมตาบอลิซึมของกล้ามเนื้อ
• การตรวจสอบปริมาณออกซิเจนละลายในระบบนิเวศน้ำจืดและน้ำทะเล^{[ 107 ]}
• การปรับเปลี่ยนโครงสร้างของยาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ
• การระบุลักษณะเฉพาะของโปรตีน
• การวิเคราะห์ก๊าซทางเดินหายใจในโรงพยาบาล^{[ 8 ]}
• การค้นหาคุณสมบัติทางกายภาพของดาวฤกษ์ที่อยู่ไกลหรือดาวเคราะห์นอกระบบที่อยู่ใกล้เคียงโดยใช้ปรากฏการณ์ดอปเปลอร์เชิงสัมพัทธภาพ^{[ 108 ]}
• การระบุเพศในไข่ : สเปกโทรสโกปีช่วยให้สามารถระบุเพศของไข่ได้ในขณะที่กำลังฟักตัว พัฒนาโดยบริษัทฝรั่งเศสและเยอรมัน ทั้งสองประเทศตัดสินใจห้ามการฆ่าลูกไก่ซึ่งส่วนใหญ่ทำโดยใช้เครื่องบด ในปี 2022 ^{[ 109 ]}
• การตรวจสอบกระบวนการในการควบคุมกระบวนการอุตสาหกรรม^{[ 110 ]}

ประวัติศาสตร์ของสเปกโทรสโกปีเริ่มต้นจากการทดลองทางทัศนศาสตร์ของไอแซค นิวตัน (1666–1672) ตามที่ แอนดรูว์ แฟรกนอยและเดวิด มอร์ริสัน กล่าวไว้ ว่า “ในปี 1672 ในบทความแรกที่เขาส่งไปยังราชสมาคมไอแซค นิวตันได้อธิบายการทดลองที่เขาปล่อยให้แสงแดดผ่านรูเล็กๆ แล้วผ่านปริซึม นิวตันพบว่าแสงแดดซึ่งดูเป็นสีขาวสำหรับเรานั้น แท้จริงแล้วประกอบด้วยสีต่างๆ ของรุ้งผสมกัน” ^{[ 111 ]}นิวตันใช้คำว่า “สเปกตรัม” เพื่ออธิบายสีรุ้งที่รวมกันเป็นแสงสีขาวและปรากฏให้เห็นเมื่อแสงสีขาวผ่านปริซึม

Fraknoi และ Morrison ระบุว่า "ในปี ค.ศ. 1802 William Hyde Wollastonได้สร้างสเปกโตรมิเตอร์ที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งมีเลนส์สำหรับโฟกัสสเปกตรัมของดวงอาทิตย์บนหน้าจอ เมื่อใช้งาน Wollaston พบว่าสีไม่ได้กระจายอย่างสม่ำเสมอ แต่กลับมีสีที่หายไปเป็นหย่อมๆ ซึ่งปรากฏเป็นแถบสีเข้มในสเปกตรัม" ^{[ 111 ]}ในช่วงต้นทศวรรษ ค.ศ. 1800 Joseph von Fraunhoferได้ทำการทดลองก้าวหน้าด้วยสเปกโตรมิเตอร์แบบกระจายแสง ซึ่งทำให้สเปกโตรสโคปีกลายเป็นเทคนิคทางวิทยาศาสตร์ที่แม่นยำและเชิงปริมาณมากขึ้น นับตั้งแต่นั้นมา สเปกโตรสโคปีได้มีบทบาทและยังคงมีบทบาทสำคัญในวิชาเคมี ฟิสิกส์ และดาราศาสตร์ ตามที่ Fraknoi และ Morrison กล่าวไว้ว่า "ต่อมาในปี ค.ศ. 1815 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Joseph Fraunhofer ได้ตรวจสอบสเปกตรัมของดวงอาทิตย์ และพบเส้นสีเข้ม (สีที่หายไป) ประมาณ 600 เส้น ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อเส้น Fraunhofer หรือเส้นดูดกลืนแสง" ^{[ 111 ]}

สเปกตรัมของอะตอมและโมเลกุลมักประกอบด้วยชุดของเส้นสเปกตรัม โดยแต่ละเส้นแสดงถึงการสั่นพ้องระหว่างสถานะควอนตัมสองสถานะที่แตกต่างกัน การอธิบายชุดเส้นเหล่านี้และรูปแบบสเปกตรัมที่เกี่ยวข้องกับพวกมันเป็นหนึ่งในปริศนาเชิงทดลองที่ผลักดันการพัฒนาและการยอมรับกลศาสตร์ควอนตัม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ชุดสเปกตรัมของไฮโดรเจนได้รับการอธิบายอย่างประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรกโดยแบบจำลองควอนตัมของอะตอมไฮโดรเจนของรัทเทอร์ฟอร์ด-โบห์รในบางกรณี เส้นสเปกตรัมจะแยกออกจากกันอย่างชัดเจนและสามารถแยกแยะได้ แต่เส้นสเปกตรัมอาจทับซ้อนกันและปรากฏเป็นการเปลี่ยนผ่านเดียวหากความหนาแน่นของสถานะพลังงานสูงเพียงพอ ชุดของเส้นที่มีชื่อเรียก ได้แก่ชุดหลักชุดคมชุดกระจายและชุด พื้นฐาน

สเปกโทรสโกปีได้กลายเป็นแนวปฏิบัติที่กำลังเติบโตภายในขบวนการเมกเกอร์ทำให้ผู้ที่ชื่นชอบงานอดิเรกและนักการศึกษาสามารถสร้างสเปกโทรเมตรที่ใช้งานได้โดยใช้วัสดุที่หาได้ง่าย^{[ 112 ]}การใช้ส่วนประกอบต่างๆ เช่น ตะแกรงเลี้ยวเบน CD/DVD สมาร์ทโฟน และชิ้นส่วนที่พิมพ์ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติ เครื่องมือเหล่านี้เสนอแนวทางปฏิบัติจริงในการทำความเข้าใจปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงและสสาร แอปพลิเคชันในสมาร์ทโฟน^{[ 113 ] [ 114 ]}พร้อมกับเครื่องมือโอเพนซอร์ส^{[ 115 ]}ช่วยอำนวยความสะดวกในการบูรณาการ ลดความซับซ้อนในการจับภาพและการวิเคราะห์ข้อมูลสเปกตรัมอย่างมาก แม้ว่าจะมีข้อจำกัดในด้านความละเอียด ความแม่นยำในการสอบเทียบ และการจัดการแสงรบกวนเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ระดับมืออาชีพ แต่สเปกโทรสโกปีแบบ DIY ก็มอบประสบการณ์ทางการศึกษาที่มีคุณค่า^{[ 116 ]}และมีส่วนช่วยในโครงการวิทยาศาสตร์ของพลเมือง ส่งเสริมการเข้าถึงเทคนิคสเปกโทรสโกปี

• John M. Chalmers; Peter Griffiths, บรรณาธิการ (2006). คู่มือสเปกโทรสโกปีการสั่นสะเทือน . นิวยอร์ก: Wiley. doi : 10.1002/0470027320 . ISBN 978-0-471-98847-2.
• Jerry Workman; Art Springsteen, บรรณาธิการ (1998). สเปกโทรสโกปีประยุกต์ . บอสตัน: Academic Press. ISBN 978-0-08-052749-9.
• Peter M. Skrabal (2012). สเปกโทรสโกปี - คำอธิบายแบบบูรณาการสหวิทยาการของสเปกโทรสโกปีตั้งแต่ UV ถึง NMR (อีบุ๊ก) ETH Zurich: vdf Hochschulverlag AG. doi : 10.3218/3385-4 . ISBN 978-3-7281-3385-4S2CID 244026324​ ​

Wikiquote มีคำคมที่เกี่ยวข้องกับสเปกโทรสโกปี

ค้นหาคำว่า "spectroscopy"ใน Wiktionary ซึ่งเป็นพจนานุกรมออนไลน์ฟรี

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับสเปกโทรสโกปี

• ฐานข้อมูลสเปกโทรสโกปีอะตอมของ NIST
• ประวัติความเป็นมาของสเปกโทรสโกปีในห้องปฏิบัติการสเปกโทรสโกปีของ MIT
• ลำดับเหตุการณ์ของสเปกโทรสโกปี
• สเปกโทรสโกปี: การอ่านสีรุ้ง