颜色在画家笔下可以绘制出形形色色的生动形象，给人以美的享受。随着科学事业的发展，颜色不仅在绘画上、装饰上具有不可或缺的地位，人们经过长时期的实践研究还发现了颜色更重要的作用，从而创立了光谱分析。光谱分析创立以后，科学家发现了一大批化学元素，并对以前发现的化学元素做了系统的检验。

正如任何一个发明都有漫长的历史一样，光谱分析的创立也有着悠久的历史。

我们知道，金属离子在高温时发出不同颜色的光，在化学上这一现象称为焰色反应。早在1758年，有一位叫马格拉夫的科学家就注意到，在火焰上撒上钠盐，火焰就呈现黄色，撒上钾盐，火焰则呈现紫色。只不过他对这种现象还缺乏深刻的认识。

实用光谱学是由科学家本生与基尔霍夫在19世纪60年代发展起来的。

1858年，德国科学家本生在一次实验中，用镊子夹了一颗食盐晶体，放在“本生灯”（本生发明的火焰没有颜色的煤气灯）上灼烧，本来无色的火焰变成了亮黄色。火焰颜色的变化引起了本生极大的兴趣，于是他就把各种化合物一一放在灯焰上灼烧。

他发现凡含有钠的化合物都能使灯焰呈亮黄色。后来，他改用白金丝蘸一点钠溶液，在灯上灼烧，也能得到同样的结果。于是本生总结出灯焰变色是钠离子起的作用，他把亮黄色灯焰称为钠离子的特征焰。

本生坚信，自己已经发现了一种最重要的化学分析方法，而且这种方法能使化学分析过程大大简化。

本生按着自己的思路继续做实验，但是问题比意想的要复杂得多。最困难的就是复杂物质的各种焰色混合在一起，特别是钠的黄色火焰几乎把所有物质的火焰的颜色都掩盖了。

这该怎么办呢？

本生试着用各种滤光镜把各种颜色分开，效果比用肉眼直接观察好了一些。但还有许多问题解决不了，例如，紫红色的锂的火焰和洋红色的锶的火焰就十分难辨别，如两者混在一起就更难办了。

本生为这些问题所苦恼，他吃不好，睡不着，一连几昼夜钻在实验室里进行实验，始终找不到解决问题的办法。这时，他想起了一位最亲密的朋友—德国著名物理学家基尔霍夫。

基尔霍夫对本生的设想大加赞赏，并建议他用分光镜来观测各种化学物质的光谱。此后，本生开始与基尔霍夫密切合作。基尔霍夫负责改装分光镜，他们的第一台分光镜非常简陋。基尔霍夫把一架直筒望远镜和三棱镜联在一起，设法让光线通过狭缝进入分光三棱镜。这实际上就是本生和基尔霍夫共同发明的第一台“光谱仪”。

后来，二人经过大量的实验和进一步研究发现，任何金属离子都能使灯焰变色，每一种金属离子都有其特征焰，如钾离子的特征焰为紫色，锶离子为猩红色，钙离子为砖红色，钡离子为绿色。而且，本生和基尔霍夫还发现，金属及其盐类的火焰光透过三棱镜后被分成若干条不同颜色的线，每种元素的色线都按一定顺序排列在固定的位置上。就是几种盐混合以后进行灼热，其中各种元素特有的彩色线条和位置也不变。

光谱分析法对于化学这门学科的发展有着举足轻重的作用，它显示出极大的优越性，并在科研和生产中得到迅速推广。本生和基尔霍夫立即用他们发明的光谱分析新方法检验各种物质，1860年5月10日，他们在矿泉水中发现了新元素铯；1861年2月23日，他们在分析云母矿时，发现了新元素铷。后来，化学家们用他们的方法又发现了铊、铟、镓、钇、钬、铥、钐、钕、镨等元素。

【科学小链接】

本生灯

本生灯是德国化学家本生为装备海德堡大学化学实验室而发明的，它是一种用煤气为燃料的加热器具。在本生灯发明前，因煤气燃烧不完全，煤气灯的火焰很明亮，但温度不高。本生将其改进为先让煤气和空气在灯内充分混合，从而使煤气燃烧完全，得到无光高温火焰。燃烧产生的火焰分三层：内层为水蒸气、一氧化碳、氢、二氧化碳和氮、氧的混合物，温度约为300摄氏度，称为焰心；中层煤气开始燃烧，但燃烧不完全，火焰呈淡蓝色，温度约为500摄氏度，称为还原焰；外层煤气燃烧完全，火焰呈淡紫色，温度可达800～900摄氏度，称为氧化焰。