對(duì)于一些光源，例如氣體放電燈和各種激光器，光譜顯示出清晰定義的譜線，即具有相當(dāng)大的功率譜密度的窄光譜特征。這些與原子、離子或分子從激發(fā)態(tài)到較低電子能級(jí)的躍遷有關(guān)。光子能量 hν=hc/λ 接近于能級(jí)差，因此能級(jí)差決定了光譜發(fā)射線的光波長(zhǎng)。

有時(shí)，在連續(xù)譜的頂端會(huì)觀察到離散的發(fā)射譜線。

連續(xù)光譜也會(huì)出現(xiàn)離散的凹陷，這是由于某些波長(zhǎng)的光被吸收造成的。這樣的吸收線通常也與電子躍遷有關(guān)，這時(shí)候從較低的能級(jí)到較高的能級(jí)。如果低能級(jí)是電子基態(tài)，則為基態(tài)吸收( GSA )，否則為激發(fā)態(tài)吸收( ESA )。例如，在太陽(yáng)光這樣的吸收線已經(jīng)被觀測(cè)到(夫瑯禾費(fèi)線,由約瑟夫·馮·夫瑯禾費(fèi)發(fā)現(xiàn))中，并導(dǎo)致氦被發(fā)現(xiàn)在地球上之前就被發(fā)現(xiàn)。吸收譜線也可以在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行研究，例如用寬帶光源和光譜儀或用掃描激光吸收光譜進(jìn)行研究。

在激光晶體等固態(tài)介質(zhì)中也觀察到類似的吸收和發(fā)射譜線。然而，在這里，由于吸收或發(fā)射物質(zhì)與主體材料的相互作用，其吸收和發(fā)射特性通常較寬。

觀測(cè)到的吸收和發(fā)射譜線往往是某些物質(zhì)的特征，因此可以作為光譜指紋，例如用于檢測(cè)大氣中的環(huán)境污染物。也可以通過它們與吸收系數(shù)的關(guān)系，利用 Beer - Lambert 定律測(cè)量濃度(或數(shù)密度)。

有許多標(biāo)準(zhǔn)譜線經(jīng)常被用作波長(zhǎng)參考，例如用于光學(xué)玻璃的表征。

譜線的寬度和形狀

譜線總是表現(xiàn)出有限的線寬，它可以有不同的來源:

1

在高氣壓下，碰撞是頻繁的。這導(dǎo)致譜線的碰撞增寬（或壓力增寬）。本質(zhì)上，發(fā)射原子在其輻射過程中經(jīng)常受到碰撞的干擾，因此光學(xué)相位無法在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)連續(xù)演化。

2

由于輻射粒子的熱運(yùn)動(dòng)，存在多普勒頻移。這導(dǎo)致了所謂的多普勒展寬，其幅度取決于溫度。存在無多普勒光譜學(xué)的方法，其在很大程度上消除了多普勒增寬的影響。

3

即使沒有任何運(yùn)動(dòng)，也有一個(gè)自然的線寬，它受到上態(tài)壽命的限制（壽命變寬）。

4

如上所述，由于與主體材料的相互作用，固體中發(fā)射或吸收的原子或離子通常表現(xiàn)出加寬的吸收和發(fā)射譜線。例如，電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生明顯的影響。如果不同的原子或離子經(jīng)歷線特征的不同修改，則產(chǎn)生的增寬被稱為不均勻增寬。

最小的線寬值（遠(yuǎn)低于1 Hz）可以通過某些禁止躍遷來實(shí)現(xiàn)，這種躍遷可以具有非常小的自然線寬，同時(shí)還可以抑制對(duì)線寬的各種其他影響。已經(jīng)開發(fā)了用于這種測(cè)量的超精密光譜學(xué)方法。光學(xué)時(shí)鐘的光學(xué)頻率標(biāo)準(zhǔn)也采用極小的線寬。這里，激光的發(fā)射被穩(wěn)定在窄的譜線上，使得激光的線寬甚至遠(yuǎn)低于譜線的寬度。

線型，即光譜的形狀，通常與主導(dǎo)的譜線增寬機(jī)制有關(guān)。例如，當(dāng)壽命展寬占主導(dǎo)地位時(shí)，經(jīng)常觀察到洛倫茲線，而多普勒展寬導(dǎo)致高斯線形狀。

某些譜線的窄帶光通常被認(rèn)為是準(zhǔn)單色光。