中国天文科普网光谱学与天文光谱仪的对偶之美
光的奥秘：从牛顿到现代光谱学的探索
在我们日常生活中，光是不可或缺的一部分，无时无刻不在帮助我们了解周围世界。研究表明，人类获取信息的80%来自视觉，而光是构成视觉基础。因此，人类对光的研究贯穿了历史，从古希腊时期就有关于颜色和视觉理论的提出。牛顿作为近代科学开创者之一，他一生中做出了许多伟大的贡献，其中包括著名的三棱镜实验。
1666年，牛顿通过建立暗室，让阳光通过小孔入射到三棱镜，在墙壁上观察到了分解后的不同色彩，这便是太阳光谱。一百多年后，夫郎和费改进了牛顿的装置，他们发现太阳光谱中存在500多条暗线，这些暗线分布在太阳光谱上，并且有一对与油灯中的亮线完全相符。
基尔霍夫认为这不是巧合，他用含钠元素灯焰放置在石灰灯前，并发现出现了与太阳相同的一对暗线。这证明了这些暗线来自于钠元素对石灰灯特定波长范围内吸收现象，因此也证实了夫郎和费发现的一对暗线来源于太阳大气层中的钠元素。
这种现象意味着每一条太阳风暴都代表着大气层中大量不同的元素，对特定波长范围进行吸收。这样，只需获取一个天体的 光谱，就可以直接获得其表面的元素组成信息，这为天文学家提供了一种新的方法来探索宇宙。
自夫郎和费使用狭缝观测太阳以来，其设计已经基本上与今天使用的大型望远镜结合起来。在他们设计中，将狭缝用于限定仅允许位于缝隙之内，我们想要观测到的天体能够入射到三棱镜形成色散。而现代则采用性能更好的衍射材料替换三棵木，使得原来的直接观察被替换成了专门设计的人工智能摄像头。
随着技术发展，一维空间限制逐渐被打破，现在国际上的各个大小望远镜几乎都配备了二维图像终端。此外，还有积分视场系统，它们通过一次成像同时得到各个波长处天体二维图像，而非此前只能得到一维分布。这使得数据分析变得更加复杂，但同时也提供了更多信息以深化我们的理解宇宙结构及其演变过程。
