Cuando la luz solar incide sobre las gotas de lluvia se genera en algunos casos el conocido arco iris. Un arco iris, es un fenómeno óptico y meteorológico que se presenta como un espectro de frecuencias de luz continuo en el cielo. Pero si no queremos esperar a un día lluvioso para observar un espectro, podemos utilizar un prisma para obtener uno. En óptica, un prisma es un objeto capaz de refractar, reflejar y descomponer la luz en los colores del arco iris, tal y como se muestra a la cabecera de este artículo.

El estudio científico de los objetos basado en el espectro de luz que emiten es conocido comoespectroscopía. Una aplicación particularmente importante de éste estudio se da en la astronomía donde los espectroscopios son esenciales para analizar las propiedades de los objetos distantes. La espectroscopía astronómica utiliza la difracción de alta dispersión para observar espectros a muy altas resoluciones espectrales. El helio fue el primer elemento que se detectó en el análisis del espectro del Sol, incluso antes de ser descubierto en la Tierra

Pero la detección de elementos químicos no es la única aplicación de la espectroscopía. La medida de las líneas espectrales puede ser utilizada como evaluador del corrimiento al rojo o corrimiento al azul de los objetos distantes que se mueven a altas velocidades, fenómeno que se conoce como efecto Doppler.

un planeta, al orbitar en torno a su estrella central, ejerce también una fuerza gravitacional sobre ésta de manera que la estrella gira sobre el centro de masa común del sistema. Las oscilaciones de la estrella pueden detectarse mediante leves cambios en las líneas espectrales según la estrella se acerca a nosotros (corrimiento hacia el azul) o se aleja (corrimiento al rojo). Este método ha sido el más exitoso en la búsqueda de nuevos planetas, pero sólo es eficaz en los exoplanetas gigantes más cercanos a la estrella principal, por lo que sólo puede detectar una leve fracción de los planetas existentes.

Un planeta, al orbitar en torno a su estrella central, ejerce también una fuerza gravitacional sobre ésta de manera que la estrella gira sobre el centro de masa común del sistema. Las oscilaciones de la estrella pueden detectarse mediante leves cambios en las líneas espectrales según la estrella se acerca a nosotros (corrimiento hacia el azul) o se aleja (corrimiento al rojo). Este método ha sido el más exitoso en la búsqueda de nuevos planetas, pero sólo es eficaz en los exoplanetas gigantes más cercanos a la estrella principal, por lo que sólo puede detectar una leve fracción de los planetas existentes.

En Cosmología, la espectroscopía también ayudó a Edwin Hubble a deducir la aceleración de la expansión del Universo, y a establecer su famosa Ley de Hubble: La ley de Hubble es una ley de cosmología física que establece que el corrimiento al rojo de una galaxia es proporcional a la distancia a la que se encuentra.

Existen tres casos de interacción con la materia: 1.Choque elástico: existe sólo un cambio en el impulso de los fotones. Ejemplos son los rayos X, la difracción de electrones y la difracción de neutrones. 2.Choque inelástico: por ejemplo la espectroscopia Raman. 3.Absorción o emisión resonante de fotones.

El mecanismo por el cual la materia emite radiación electromagnética es el dominio de la espectroscopia. La radiación electromagnética se atribuye a las diferencias de energía en las transiciones de los electrones de unos niveles atómicos a otros. La espectroscopia se relaciona en la mayoría de los casos con la tercera interacción. Estudia en qué frecuencia o longitud de onda una sustancia puede absorber o emitir energía en forma de un cuanto de luz.

La energía de un fotón (un cuanto de luz) de una onda electromagnética o su correspondiente frecuencia, equivale a la diferencia de energía entre dos estados cuánticos de la sustancia estudiada: donde es la constante de Planck, es la frecuencia del haz de luz u onda electromagnética asociada a ese cuanto de luz y es la diferencia de energía. Esta ecuación es conocida también como la ecuación básica de la espectroscopia. Las diferencias de energía entre estados cuánticos dependen de la composición elemental de la prueba o de la estructura de la molécula, y por eso este método proporciona información importante para astrónomos, físicos, químicos y biólogos.

Por medio de un espectrofotómetro se mide el espectro de la luz (intensidad de la luz absorbida, reflejada o emitida en función de la frecuencia o de la longitud de onda). Los espectros se diferencian considerablemente de elemento a elemento. En general, se denota como espectro a la distribución de la intensidad en función de la frecuencia o de la longitud de onda. Además de la luz visible, la espectroscopia cubre hoy en día una gran parte del espectro electromagnético, que va de los infrarrojos hasta los rayos gamma.

El objetivo de la espectroscopia es obtener información acerca de una prueba o de un cuerpo radiante. Por ejemplo: La estructura interna o la temperatura (por ejemplo de estrellas). La composición o la cinética de una reacción química. La espectroscopia analítica identifica átomos o moléculas por medio de sus espectros

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