ガラス管の中を真空にして、電極 （カソード） から放電させます。
現在は、水素原子のスペクトルだけですが、徐々にデータを補充してゆきます。 なお、色はCIE色座標に基づき計算しています。
| 電子軌道の種類 | 対象 | 軌道の数 | フェルミ準位 | |
|---|---|---|---|---|
| 原子軌道（ＡＯ） | s,p,d,f | 原子に属する 電子の個数の半分程度 | ||
| 分子軌道（ＭＯ） | σ、π、δ | 分子に属する 原子の電子の個数の半分程度 | ＨＯＭＯ、ＬＵＭＯ | |
| バンド | 固体に属する原子の数（アボガドロ数）程度 | 価電子帯、導電帯 |
放電管に 水素をわずかに入れ（ガイスラー管程度、低真空＝10−3 atm（100 Pa））放電すると、 水素原子特有の光を発します。 これを分光器で分光すると、 赤と シアンの 線スペクトルが観察されます。 これは、水素原子の中の電子が、とびとびのエネルギーしか許されないことを表しています。
太陽の光をプリズムで分光すると、赤、緑、青などの色が現れます。 1814年、ドイツの光学技師だったフラウンホーファーは、太陽スペクトルに600本の暗線を見つけた 1 ) 。 フラウンホーファーは、レンズの欠陥と思いガラスや研磨方法を工夫したが、改善しなかった。 この暗線は、原子の吸収によるもので、元素ごとにパターンが違った。 元素の指紋のようなものだ。 ここから分光器による元素分析が発展し、いくつかの新しい元素の発見につながった。
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