El espectro electromagnético, del cual la luz es una fracción, es una distribución continua de longitudes de onda que van desde la radiación ultravioleta a la infrarroja. Cuando la radiación electromagnética en forma de luz atraviesa un material, ciertas partes son absorbidas o emitidas por el medio. Al observar esta luz a través de un espectroscopio, esas partes aparecen como un espectro de líneas, ya sea líneas de emisión de colores brillantes sobre un fondo oscuro o líneas de absorción oscuras sobre un fondo de colores brillantes.
Cuando la luz blanca pasa a través de una rejilla de difracción, aparece un espectro continuo de luz. La rejilla de difracción ha separado la luz en sus diferentes longitudes de onda, del violeta al rojo, en el rango visible. Este espectro continuo es emitido por sólidos, líquidos y gases incandescentes a alta presión. Los dos ejemplos más conocidos de esto son la luz blanca a través de un prisma y a través de gotas de agua, que forma un arco iris.
Hay dos tipos de espectro de líneas: un espectro de emisión y un espectro de absorción. El primero también se denomina espectro de líneas brillantes y consta de algunas líneas de colores brillantes sobre un fondo oscuro. Cada línea representa una longitud de onda única, y todo es único para ese elemento en particular. Estas líneas se emiten cuando un gas a baja presión entra en contacto con una descarga eléctrica.
Un espectro de línea oscura, o espectro de absorción, es exactamente lo contrario: en lugar de líneas brillantes en cada longitud de onda sobre un fondo oscuro, un espectro de absorción tiene líneas oscuras en las longitudes de onda correspondientes sobre un fondo continuo. Este resultado es el foco principal de la espectroscopia de absorción y se crea al pasar luz a través de un gas del elemento a analizar.
El físico Niels Bohr presentó en 1913 su idea de por qué el espectro atómico tiene las características y propiedades que tiene. Para hacerlo, Bohr teorizó su propio modelo del átomo, ahora llamado modelo de Bohr. Asume que los electrones solo pueden existir en órbitas discretas alrededor del núcleo y que solo ciertas órbitas son estables, lo que significa que el electrón no emite radiación. Sin embargo, se emite radiación cuando el electrón se mueve de una órbita de mayor energía a una órbita más baja.
La espectroscopia es el análisis de este fenómeno utilizando una máquina llamada espectroscopio. No hay dos elementos que emitan o absorban exactamente el mismo espectro de líneas, por lo que estas observaciones se pueden utilizar para determinar los elementos en una muestra. Como resultado, los astrónomos han comenzado a dirigir sus espectroscopios a las estrellas en un intento por determinar su composición y la de cualquier medio interestelar entre una estrella en particular y la Tierra.