NGUYÊN TỬ VÀ PHÂN TỬ TRONG VŨ TRỤ
Nguyên tử và phân tử có khả năng hấp thụ và phát bức xạ trên những tần số (hoặc bước sóng) xác định. Phổ của bức xạ phát tra bởi một đám khí nguyên tử hoặc phân tử có những vạch đơn sắc nghĩa là chỉ hiện ra trên những tần số cố định đặc trưng cho chất khí. Mỗi nguyên tố hóa học có một phổ riêng, giống như một tấm ảnh căn cước để nhận dạng các nhân. Máy quay phổ được dùng để phân tích bức xạ và phát hiện ra vạch nguyên tử và phân tử cũng như lăng kính phân giải ánh sáng. Nguyên tử là một hạt nhân có một số electron quay chung quanh. Nguyên tử đơn sơ và nhẹ nhất là nguyên tử Hiđrô chỉ có một prôtôn là hạt nhân và một eletrôn. Phân tử thường gồm có nhiều nguyên tử và có thể quay chung quanh một trục và dao động (rung) như một lò xo. Năng lượng của nguyên tử và phân tử tuỳ thuộc ở quỹ đạo của electron và sự tự quay của dao động. Theo cơ học lượng tử thì năng lượng của nguyên tử và phân tử thay đổi một cách không liên tục, nhẩy từng bước như leo trên những bậc thang. Khi nguyên tử hoặc phân tử hấp thụ bức xạ thì nhảy vọt lên tới mức năng lượng cao. Ngược lại, khi năng lượng giảm thì các hạt phát bức xạ. Độ thay đổi của năng lượng càng lớn bao nhiều thì tần số f của bức xạ hấp thụ hoặc bức xạ phát ra bởi nguyên tử và phân tử càng cao bấy nhiêu (, h là hằng số plank). Năng lượng cao hay thấp là tuỳ sự chuyển động của những êlectrôn và những hạt nhân trong nguyên tử và phân tử. Sự thay đổi từng mức của năng lượng nguyên tử hoặc phân tử là kết quả của lý thuyết cơ học lượng tử mới làm ra từ đầu thế kỷ XX. Cơ học lượng tử đã mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành vật lý hiện đại.
