光與物質相接觸時，光作用的性質随光的波長(或能量)及物質的性質而異。光可以透過物質，也可以被物質吸收、反射、散射或發生偏振等。另一方面，當物質受到電磁輻射或其他能量（如電能或熱能）作用被激發後，又往往會以光的形式将能量釋放出來。這些光學光譜與物質作用的相互關系，提供了建立光譜分析法的依據。
創想直讀光譜儀
一、透射與散射
當光通過透明介質時，它的速度在真空中較慢，說明光與該物質發生了某種作用。在透射過程中，光隻是引起了微粒的價電子相對于原子核的振動，從而引起微粒的周期性極化。極化所需要的能量(光)隻是瞬時地被微粒所保留，當物質回到原來的狀态時，又毫無保留地将能量(光)重新發射出來。在這個過程中沒有淨能量的變化，因此光的頻率不變，隻是傳播速度減慢了。
如果介質的粒子很小(例如離子、原子和分子等)，由于破壞性幹涉的結果，光束仍保持原來的傳播方向。但是，當介質的粒子較大(如聚合物分子、膠體微粒子等)時，則因破壞性幹涉不完全，将有一部分光沿其他方向傳播，形成散射現象。散射現象提供了建立散射濁度分析法、比濁度分析法及拉曼光譜分析法的依據。不過，拉曼光譜的拉曼散射不同于普通散射，它經過了量子化的頻率變化。
二、折射與色散
光從一種透明介質進入另一種透明介質時，光束的方向發生改變，這種現象稱為光的折射。由折射定律可知：折射光線位于入射面内，入射角和折射角正弦之比，對二種一定的介質來說，是一個和入射角無關的常數。
光的色散現象是1665年牛頓發現的。他令一束近乎平行的白光通過玻璃棱鏡，在棱鏡後的屏上得到一條彩色光帶。光的色散表明，不同顔色(波長)的光的折射率不同。即折射率是波長的函數：n=f(2)。是幾種介質的折射率n與波長關系的曲線。
波長增加時折射率n和色散率dn/dλ都減小,這樣的色散稱為正常色散。所有不帶顔色的透明介質,在可見光區域内，都表現止常色散，即紫光折射率比紅光折射率大些。所以用棱鏡産生的光譜,紫色一端要比紅色一端展開得大得多。還可看出，各種介質的色散曲線的形狀都不--樣，所以不同材料做成的棱鏡，光譜對應的譜線間隔不同。
光的透射，散射，折射和色散的研究促進了許多光譜儀器的研發，光譜儀器的出現使得很多東西變得便于檢測和分析，并且光的分析大多數都環保和快速，對方方面面的發展起到重大的作用。
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