분광학은 물질이 전자기 복사와 어떻게 상호작용하는지 연구하는 학문입니다. 빛이 물질에 닿으면 흡수되거나 방출되거나 산란될 수 있습니다. 흡수 또는 방출 패턴을 통해 물질의 구조와 구성을 알 수 있습니다. 각 분자는 고유한 분광학적 특징을 가지고 있습니다. 분광학은 화학, 물리학, 천문학에서 가장 강력한 도구 중 하나입니다.

분광 분석 기술은 여러 가지 형태로 존재합니다. 적외선 분광법은 분자 진동을 측정하고 작용기를 식별합니다. 자외선-가시광선 분광법은 전자 전이를 측정하고 농도를 정량화하는 데 사용됩니다. 핵자기 공명 분광법은 핵 스핀 전이를 측정하고 분자 구조를 결정합니다. 질량 분석법은 엄밀히 말하면 분광법은 아니지만 종종 분광법과 함께 분류됩니다. X선 분광법은 내부 전자 껍질의 전자 전이를 측정합니다. 각 분광법은 전자기 스펙트럼의 서로 다른 부분을 이용합니다.

분광학은 미지의 물질을 식별하고, 농도를 정량화하고, 반응 속도를 연구하고, 분자 구조를 결정하는 데 사용됩니다. 천문학에서는 별과 은하의 구성 성분을 분석하는 데 사용되고, 의학에서는 질병을 진단하는 데 사용됩니다. 환경 모니터링에서는 오염 물질을 감지하는 데 사용되며, 법의학에서는 증거를 분석하는 데 사용됩니다.

측정 기기는 복잡성이 다양합니다. 간단한 분광광도계는 한 파장에서의 흡광도를 측정합니다. NMR 분광기는 초전도 자석과 전파를 사용합니다. 분광기가 장착된 망원경은 멀리 있는 별의 스펙트럼을 측정합니다. 공통적인 원리는 빛과 물질의 상호작용입니다.