當一束具有連續(xù)波長的光通過一種物質(zhì)時，光束中的某些成分便會有所減弱，當經(jīng)過物質(zhì)而被吸收的光束由光譜儀展成光譜時，就得到該物質(zhì)的吸收光譜。幾乎所有物質(zhì)都有其獨特的吸收光譜。原子的吸收光譜所給出的有關(guān)能級結(jié)構(gòu)的知識同發(fā)射光譜所給出的是互為補充的。

一般來說，吸收光譜學(xué)所研究的是物質(zhì)吸收了那些波長的光，吸收的程度如何，為什么會有吸收等問題，研究的對象基本上為分子。

吸收光譜的光譜范圍是很廣闊的，大約從10nm到1000μm。在200nm到800nm的光譜范圍內(nèi)，可以觀測到固體、液體和溶液的吸收，這些吸收有的是連續(xù)的，稱為一般吸收光譜；有的顯示出一個或多個吸收帶，稱為選擇吸收光譜。所有這些光譜都是由于分子的電子態(tài)的變化而產(chǎn)生的。

選擇吸收光譜在有機化學(xué)中有廣泛的應(yīng)用，包括對化合物的鑒定、化學(xué)過程的控制、分子結(jié)構(gòu)的確定、定性和定量化學(xué)分析等。

分子光譜技術(shù)

分子的紅外吸收光譜一般是研究分子的振動光譜與轉(zhuǎn)動光譜的，其中分子振動光譜一直是主要的研究課題。

分子振動光譜的研究表明，許多振動頻率基本上是分子內(nèi)部的某些很小的原子團的振動頻率，并且這些頻率就是這些原子團的特征，而不管分子的其余的成分如何。這很像可見光區(qū)域色基的吸收光譜，這一事實在分子紅外吸收光譜的應(yīng)用中是很重要的。多年來都用來研究多原子分子結(jié)構(gòu)、分子的定量及定性分析等。

散射光譜

在散射光譜學(xué)中，拉曼光譜學(xué)是最為普遍的光譜學(xué)技術(shù)。當光通過物質(zhì)時，除了光的透射和光的吸收外，還觀測到光的散射。在散射光中除了包括原來的入射光的頻率外（瑞利散射和廷德耳散射），還包括一些新的頻率。這種產(chǎn)生新頻率的散射稱為喇曼散射，其光譜稱為拉曼光譜。

拉曼散射的強度是極小的，大約為瑞利散射的千分之一。拉曼頻率及強度、偏振等標志著散射物質(zhì)的性質(zhì)。從這些資料可以導(dǎo)出物質(zhì)結(jié)構(gòu)及物質(zhì)組成成分的知識。這就是拉曼光譜具有廣泛應(yīng)用的原因。

由于拉曼散射非常弱，所以一直到1928年才被印度物理學(xué)家拉曼等所發(fā)現(xiàn)。他們在用汞燈的單色光來照射某些液體時，在液體的散射光中觀測到了頻率低于入射光頻率的新譜線。在拉曼等人宣布了他們的發(fā)現(xiàn)的幾個月后，蘇聯(lián)物理學(xué)家蘭茨見格等也獨立地報道了晶體中的這種效應(yīng)的存在。

拉曼效應(yīng)起源于分子振動（和點陣振動）與轉(zhuǎn)動，因此從拉曼光譜中可以得到分子振動能級（點陣振動能級）與轉(zhuǎn)動能級結(jié)構(gòu)的知識。

拉曼散射強度是十分微弱的，在激光器出現(xiàn)之前，為了得到一幅完善的光譜，往往很費時間。自從激光器得到發(fā)展以后，利用激光器作為激發(fā)光源，拉曼光譜學(xué)技術(shù)發(fā)生了很大的變革。激光器輸出的激光具有很好的單色性、方向性，且強度很大，因而它們成為獲得拉曼光譜的近乎理想的光源，特別是連續(xù)波氬離子激光器與氨離子激光器。于是拉曼光譜學(xué)的研究又變得非常活躍了，其研究范圍也有了很大的擴展。除擴大了所研究的物質(zhì)的品種以外，在研究燃燒過程、探測環(huán)境污染、分析各種材料等方面拉曼光譜技術(shù)也已成為很有用的工具。