原子光谱是光学分析法的一类，它主要根据物质发射或者吸收电磁波辐射以及物质与电磁波辐射的相互作用来进行分析的，原子光谱通常分为原子发射光谱、原子吸收光谱和原子荧光光谱等。接下来我大致介绍一下这三类的原理。

原子发射光谱

原子发射光谱分析是根据原子所发射的光谱来测定物质的化学结构。不同物质其原子也不同，每个原子都有原子核，核外也有不断运动的电子。每个电子都在一定的能级上，正常情况在原子是稳定的，能量也最低，此时这种状态我们叫做基态，当受到外界能量作用时，原子也吸收能量，核外电子由基态跃迁到更高能量的能层上，称为激发态。当外加能量足够大时，核外电子可以由基态跃迁到无限远处，换句话说，此时电子脱离了束缚，使原子成为离子，这种过程就是电离，原子失去一个外层电子成为离子我们称为一级电离电位，如果外加能量足够大，还可以进一步失去两个外层电子，依次类推，这些电子电离所需的能量就是离子的激发电位。

处于激发态的原子不稳定，外层电子在极短的时间会回到基态或其他较低的能级上，当外层电子从较高能级跃迁到基态或低能级时，将释放多余的能量，这种能量是以一定波长的电磁波形式辐射出去，其辐射能量可表示为

ΔE＝E2－E1＝hv＝hc/λ

式中，E2，E1分别为高能级和低能级的能量，单位是电子伏，h为普朗克常量，v是电磁波频率，λ为电磁波波长，c为真空中的光速。

原子发射的电磁波能量，取决于前后两个能级的差，由于原子的能级很多，电子可以有不同跃迁，因此对特定原子，可产生不同波长的特征光谱，这些光谱的谱线按一定顺序排列，并保持一定的强度比例，原子各个能级是不连续的，电子的跃迁也是不连续的，所以原子发射光谱是线状光谱。

原子发射光谱就是从识别这些元素的特征光谱来鉴别元素，这些谱线的强度又与该元素的含量有关，综上可知，原子发射光谱分析过程就是试样在外加能量的条件下使原子变为气态原子，气态原子获得能量电子跃迁成为激发态，电子回到基态辐射电磁波，产生特征谱线，最后对这些谱线进行分析。

原子吸收光谱

原子吸收光谱分析是基于物质的待测原子蒸气对特定谱线的吸收作用来进行定量分析的一种方法，如果要测量某试液中某种原子含量，首先将该试液在火焰下变成原子蒸气，在用某种光源照射气态原子，当通过原子蒸气时，部分光就会被蒸气中的基态原子吸收而减弱，通过单色器和检测器测得原子的特征光谱线的减弱程度来求得试样中该原子含量

原子在两能态间的伴随着能量发射和吸收，原子可有多种能级状态，电子吸收一定的能量从基态跃迁到能量最低的激发态称为第一激发态，它再回到基态时，则发射出同频率的光或者谱线，这种谱线称为共振发射线。电子从基态跃迁至第一激发态所产生的吸收谱线成为共振吸收线。各种原子不同，因而各种原子的共振线也不同，而各有其特征性，所以这种共振线是原子的特征谱线。

原子荧光光谱

原子荧光光谱法是一种通过测量待测元素的原子蒸气在辐射能激发下所产生荧光发射强度，来测定待测原子含量的一种分析方法，方法与原子吸收法相近。

将试样溶液通过火焰，使试样变成原子蒸气，当光源照在原子蒸气上，则金属原子将吸收其中特征光的能量电子跃迁从基态变为激发态，激发态原子中电子回到基态发出了与激发光频率相等的荧光，这种与激发光频率相同的荧光称为共振荧光，若原子在激发态进一步被激发，然后再发射相同频率的荧光，则称为热助共振荧光。当激发光与激发原子发射荧光不同时，产生非共振荧光。

对于大多数原子而言，共振荧光最强，是原子荧光分析中最常用的，但非共振荧光可以通过研究来消除激发光对检测器的干扰，所以也比较重视。

各种原子所发射的荧光波长不同，这是各种原子的特征，当原子含量很低时，所发射荧光强度和单位体积原子蒸气中该原子数目成正比，可以由荧光强度测出试样溶液中该元素的含量。