In der Optik wird Licht als der Bereich der elektromagnetischen Strahlung bezeichnet, den das menschliche Auge (Wellenlänge von 380nm bis 780nm) wahrnehmen kann. Das Licht bzw. das Lichtspektrum ist die Gesamtheit aller von menschlichen Augen wahrnehm- und unterscheidbaren, reinen (monochromatischen) Spektralfarben. Das natürliche Tageslicht (weißes Sonnenlicht) deckt alle Farben des sichtbaren Spektrums ab:
Wenn ein Körper elektromagnetische Strahlung aussendet (beispielsweise in Form von sichtbarem Licht), kann als Emissionsspektrum “gemessen” werden. Dabei versteht man unter dem Emissionsspektrum ein elektromagnetisches Spektrum, das von dem Körper ausgestrahlt wird.
Um das Emissionsspektrum eines Körpers besser zu verstehen, betrachten wir uns die Spektren einiger leuchtender (glühender) Körper. Für die Erzeugung eines Spektrums benötigen wir ein Gitter oder ein Prisma. In unseren Überlegungen verwenden wir einen Spalt (als optisches Gitter), den wir beleuchtet und mit einem Prisma betrachten (mit Hilfe des Prisma können wir das ausgestrahlte Licht zerlegen)
Aus diesen Experimenten schlussfolgern wir, dass
Dies zeigt uns, dass bei Zerlegung von ausgestrahlten Licht eines Körpers, nur vom Material der Lichtquelle abhängig, ob ein kontinuierliches (Emissions)Spektrum oder ein Linienspektrum entsteht.
Dennoch beobachtet man beispielsweise im Emissionsspektrum von Ammoniakdampf neben den Elementlinien noch weitere “Linien” (meist in Form breiter leuchtender Zonen, den sogenannten Banden). In diesem Fall spricht man von einem Bandenspektrum. Diese Banden sind in “Wirklichkeit” dicht zusammenliegende Linien, die dadurch entstehen, dass die einzelnen Atome im Molekül miteinander wechselwirken.
Ein Emissionsspektrum ist eine grafische Darstellung der verschiedenen Wellenlängen oder Frequenzen von Licht, die von einem Objekt oder einer Substanz emittiert werden, wenn es oder sie angeregt wird.
Ein Emissionsspektrum entsteht, wenn Elektronen eines Atoms von einem höheren Energiezustand auf einen niedrigeren Zustand wechseln und dabei Energie in Form von Photonen freisetzen.
Ein Linien-Emissionsspektrum repräsentiert die spezifischen Wellenlängen oder Frequenzen von Licht, die von einem bestimmten Element emittiert werden.
Ein kontinuierliches Emissionsspektrum zeigt alle möglichen Farben oder Wellenlängen, während ein diskretes oder Linien-Emissionsspektrum nur spezifische, von einem bestimmten Atom emittierte Wellenlängen zeigt.
Emissionsspektren sind für jedes Element einzigartig, weil jedes Element eine einzigartige Anzahl von Elektronen hat und daher Licht mit einzigartigen Wellenlängen emittiert.
Emissionsspektren werden in der Astronomie verwendet, um die Zusammensetzung von Sternen und anderen Himmelskörpern zu bestimmen, indem man das von ihnen emittierte Licht analysiert.
Ein Absorptionsspektrum ist das Spektrum, das entsteht, wenn Licht bestimmter Wellenlängen von einer Substanz absorbiert wird, anstatt emittiert zu werden.
Spektroskopie ist die Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Materie und elektromagnetischer Strahlung und wird verwendet, um die chemische Zusammensetzung, physikalischen Zustände und elektronische Strukturen von Materie zu studieren.
In der Forensik können Emissionsspektren dazu verwendet werden, die chemische Zusammensetzung von Beweismitteln zu bestimmen und so zur Identifizierung und Verknüpfung von Verdächtigen mit Verbrechen beizutragen.
Die Linien im Emissionsspektrum repräsentieren die Energien des emittierten Lichts, die gleich den Energiedifferenzen zwischen den Anfangs- und Endzuständen der Elektronen im Atom sind.