CẦU VỒNG TRONG PHÒNG TỐI
Sau cơn mưa, khi ông Mặt Trời ló ra giữa những đám mây, ở phía chân trời đối diện thỉnh thoảng ta thấy xuất hiện một cái vòm với nhiều màu sắc rất đẹp, ấy là cầu vồng.
Có không ít người đã từng suy ngẫm về bản chất của cầu vồng. Có người phỏng đoán rằng cầu vồng được tạo nên bởi ánh sáng Mặt Trời khi nó chiếu xuyên qua những hạt mưa li ti. (Nhân thể có thể nói thêm rằng cầu vồng nhiều lúc được nhìn thấy trong đám bụi nước của đài phun nước nếu ánh sáng Mặt Trời chiếu đúng chỗ). Nhưng mãi tới cuối thế kỷ XVII Niutơn mới chỉ ra chính xác nguyên do của hiện tượng đó.
Niutơn cho một chùm ánh sáng hẹp chiếu qua một căn phòng tối. Trên đường đi của nó ông đặt một chiếc lăng kính. Tia sáng xuyên qua lăng kính được ông hương vào một tấm chắn màu trắng. Thay vào ánh nắng quen thuộc nhà bác học phát hiện thấy một dải ánh sáng (phổ rực rỡ với những màu sắc hệt như ở cầu vồng. Các màu từ từ chuyển sang nhau: từ đỏ đến tím. Cũng như vậy ánh Mặt Trời khúc xạ trên bề mặt giọt nước đã tạo ra cầu vồng. Khi các nhà vật lý xác định được rằng ánh sáng là những sóng điện từ truyền lan, người ta đã thay chữ "màu" bằng khái niệm "bước sóng". Các bước sóng của ánh sáng nhìn thấy được rất ngắn. Thí dụ: màu đỏ sẫm có bước sóng 0,7 mm, màu xanh là 0,4 mm.
Trong sự bức xạ của các vì sao và các thiên thể khác ta thường vẫn gặp những tia sáng đủ các màu. Nhưng lượng năng lượng dù sao bức xạ trên những bước sóng khác nhau là khác nhau. Chẳng hạn, trong bức xạ của Mặt Trời năng lượng phần lớn rơi vào các tia sáng màu vàng lục. Biểu đồ sự phụ thuộc của cường độ bức xạ vào bước sóng được gọi là phổ bức xạ, còn phương pháp xác định các tính chất của nguồn quang phổ bức xạ của nó được gọi là phân tích phổ.
Phổ của các nguồn khác nhau thì không giống nhau. Phổ bức xạ của khí loãng là một loạt những đỉnh hẹp riêng biệt (tuỳ thuộc vào độ dày của chúng mà người ta gọi là vạch phổ hoặc dải phổ). Còn phổ bức xạ của vật rắn được làm nóng lên lại trông giống như "cái bướu": năng lượng bức xạ ra trong một dải rộng nhưng ở các bước sóng khác nhau nó sẽ khác nhau. Vị trí "cái bướu", tức là vùng bước sóng tương ứng với cường độ bức xạ tối đa, phụ thuộc vào nhiệt độ của vật thể. Phổ liên tục là phổ trong đó có sự bức xạ của tất cả các bước sóng.
Chỉ đến thế kỷ XIX các nhà thiên văn mới nhận ra rằng có thể sử dụng phổ như một công cụ để nghiên cứu các vì sao. Khi nghiên cứu phổ bức xạ của Mặt Trời, các nhà khoa học phát hiện ra sự giống nhau giữa nó với phổ bức xạ liên tục của vật chất được nung nóng tới nhiệt độ rất cao: khoảng sáu nghìn độ. Nhưng trong phổ của Mặt Trời và các vì sao có rất nhiều "chỗ sụt" chồng lên "cái bướu" đó. Trên nền nhiều màu sắc của nó những "chỗ sụt" được thể hiện bằng những vạch tối và hẹp. Trong phổ Mặt Trời những đường như vậy đã được nhà quang học Đức lôdep Phraunhôphơ phát hiện vào đầu thế kỷ XIX.
