光谱分析术：元素故事，基尔霍夫和本生亲手创造成功!

基尔霍夫和本生两人，一开始就自己动手制作观察光谱的仪器——分光镜。

基尔霍夫在一个天气晴朗的日子，带着一个雪茄烟盒和两根用旧了的望远镜镜筒，来到本生的实验室。他俩就用这几件简单的东西，装配起分光镜来。

他们在一根镜筒的一头，开了条狭缝，这样就做成了根所谓的平行光管，让光通过它射进分光镜。不难想到，平行光管是和牛顿黑屋子里的带孔百叶窗一样的用处。

光一通过平行光管，就落到三棱镜上，三棱镜是罩在雪茄烟盒里的。为了不让外面的光射进盒内，基尔霍夫还在盒子里面，糊了一层黑纸。

三棱镜把狭缝里射来的光线，往一旁折射，形成光谱。基尔霍夫和本生就学当年夫琅和费的样，通过第二根镜筒——窥管，来观察这光谱。

当然，安装分光镜的工作，大半是由物理学家基尔霍夫动手，可是本生也没闲待着。他在预备最纯的物质，以便送进火焰里研究。他一次又一次地把种种不同的盐溶解在水里，再从水溶液里析出它们的晶体，然后对晶体进行过滤、冲洗、再溶解等手续，直到获得了极纯的物质才罢手。

这本是一种繁重而且乏味的工作。但本生在科学作业上是有耐心和毅力的，因为他从小就在这方面有过极好的训练。两个知心朋友工作得很认真，考虑得很周密，所以工作很快就有了结果。

基尔霍夫开始是用一面镜子使明亮的太阳光束照进狭缝，来检查仪器有没有毛病。他把眼睛凑在窥管口上，里面是条彩色的光谱，还有许多条黑色的夫琅和费线横断在上面。

接着，他用窗帘遮好窗户，在平行光管的管缝前面，放盏点着的本生灯。

现在分光镜里是漆黑的，基尔霍夫把眼睛凑到窥管口上，里面只有一点微光，微弱到刚能看出来。

本生灯是紧靠着平行光管管缝放的。灯焰又很热，比钢水还热。可是这种火焰所生的光，竟几乎不生光谱。本生灯的灯焰就这么苍白，这么无力。

这种情景的剧烈改变，开始于本生着手向灯焰输送各种物质微粒的时候。首先送人灯焰的是纯食盐，这东西化学家叫氯化钠，因为它是氯和钠两种元素组成的。本生拿了一根白金丝沾了一小粒食盐，送进灯焰里，灯焰立刻变成了明亮的黄色。基尔霍夫见了就把眼睛凑到窥管口上。

“我看见两条黄线并排在一起，此外什么也没有了。背景是黑色的。黑色背景上有两条黄黄的空隙。”他说。

改用钠的别种化合物时，所得到的还是这样两条黄线。本生依次向火焰里送进了碳酸钠（又名苏打）、硫酸钠、硝酸钠（又名硝石）和钠的许多种别的盐。它们所生的光谱，全都一样，全都是黑色的背景上出现两条明亮的黄线，而这两条黄线还永远出现在同一位置上。

这就十分明显：钠盐由于高热，立刻分解，其中的钠马上化为白热的蒸气，白热的蒸气就发出了色调永远不变的黄光。

钠盐一挥发完毕，灯焰马上恢复无色的原状，于是本生把白金丝好好洗干净，放进火里烧了烧，又沾了几粒钾盐送进灯焰里。

这一次，灯焰被染成了鲜嫩的淡紫色。基尔霍夫又把眼睛凑到了窥管口上。

足有好几秒钟，没有人出声。

“基尔霍夫，你看见什么了？”本生问。(www.xing528.com)

“我看见了个黑暗的背景，上面有一条紫线和一条红线。两条谱线当中的光谱，差不多是连成一片的，上面一条明亮线条也没有。”

所有的锂盐都产生一条明亮的红线和一条较暗的橙线。

所有锶盐的光谱上，都有一条明亮的蓝线和几条暗红线。

总之，每一种元素都有它特有的谱线。看来，每一种元素的白热蒸气都能产生一定不变的几种颜色光线，而三棱镜就把这些光线分别折射到它们各自的一定位置上。

基尔霍夫和本生满心喜悦地观察着分光镜中美丽悦目的彩色谱线。本生还做好了一个特别的座子，代替人手抓住白金丝插进灯焰里。有了这个座子，人就用不着待坐在狭缝跟前，于是本生也能同基尔霍夫一道往分光镜里窥看了。

后来，他俩的眼睛都看花了，可是基尔霍夫还不想走。

他说：“应该把一切都画下来。咱们得把所有的光谱记录在纸上，将来才有底样可以比较。”

“慢着，”本生拦住他说，“还有一个问题最重要，我们没有弄明白。要是向火焰里同时送进几种不同的盐，譬如说钠盐、钾盐和锂盐，那时候，光谱会成什么样儿呢？”

于是他们决定立刻用混合物来做实验，哪怕再做一次，然后再休息。原来两人都急着想知道能不能凭着光谱，来查明复合物质的组成。

决定性的一分钟就要到了。基尔霍夫在屋子里踱过来又踱过去，用手揉着发酸的眼睛。本生和往常一样，毫无激动地表示，只是细心地把几种盐慢慢掺和在一起，最后他用白金丝沾上几粒混合物送进火焰。火焰染上了明亮的黄色。这是钠的颜色盖过了所有别的物质的颜色。

可是分光镜里是个什么样儿呢？

基尔霍夫往窥管里看了很久，屋子里静悄悄的。火焰里，盐在爆响。本生拿着白金丝，手都有点哆嗦了。

最后，基尔霍夫说：“你掺和的是哪几种盐，我说得上来了。这里有钠、有钾、有锂，还有锶。”

“对！”本生叫起来。

他把白金丝固定在座子上，就往分光镜的窥管跟前跑。他看见的情景是这样。

所有的明亮谱线，条条都在自己的位置上独立地放光。其中最亮的是钠的两条黄线。不过钾的紫线、锂的红线、锶的蓝线，也都在这条很宽的彩色光谱各部分，清清楚楚地放着光。

好像我们在人丛中找人，找到这人的头，就找到了人一样，现在从混合物里，寻找其中所含的各种元素，也只要凭着元素的白热蒸气所发出的光线，就能找出每一种元素来。这是因为三棱镜会把各种元素所发的光线分开，使它们分别射到各自的位置上，因而没有一种颜色，能把别的颜色掩盖掉。

基尔霍夫和本生可以彼此祝贺了。他们已经达到了自己所定的目标——把一种对物质进行化学研究的新方法，光谱分析术，搞成功了。