Os espectros de linhas têm um papel especial muito importante porque o seu caracter está ligado à estrutura do átomo. Pois estes espectros são formados pelos átomos que não experimentaram ações externas. Por isso, conhecendo os espectros de linhas, nós demos o primeiro passo no estudo da estrutura dos átomos. observando estes espectros, os cientistas tiveram a possibilidade de "olhar" para dentro do átomo. Aqui a óptica e a física atômica tocam-se.
A propriedade principal dos espectros de linhas consiste no fato dos comprimentos de onda ( ou frequências) de um espectro de linhas de qualquer substancia dependerem apenas das propriedades dos átomos desta substancia, e não das causas da emissão de luz pelos átomos. Os átomos de qualquer elemento químico dão-nos um espectro que não é parecido com o espectro dos outros elementos: eles têm a capacidade de irradiar num determinado grupo de comprimentos de onda.
É nisto que se baseia a análise espectral - é o método de definir a composição química da substancia através do seu espectro. Tal como as impressões digitais das pessoas, os espectros de linhas têm características individuais. As características únicas do desenho da pele dos dedos ajudam frequentemente a identificar um criminoso. Do mesmo modo, graças às características individuais dos espectros, pode definir-se a composição química dum corpo. Com o auxílio da análise espectral, pode identificar-se um dado elemento que se encontra na composição de uma dada substância composta, mesmo que a sua massa não seja maior do que 10- 10 g. É um método muito sensível.
Fazer a análise quantitativa da composição da matéria segundo o seu espectro é mais difícil, visto que a intensidade das linhas espectrais depende não só da massa, mas também do método utilizado para provocar a emissão de luz. Assim, quando a temperatura não é alta, muitas linhas espectrais não aparecem. No entanto, observando determinadas condições-padrão ao provocar a emissão de luz, pode fazer-se a análise espectral quantitativa.
Atualmente estão definidos os espectros de todos os átomos e foram feitas tabelas de espectros. Com o auxílio da análise espectral foram descobertos novos elementos: o rubídio, o césio e outros. Frequentemente os nomes dados aos elementos correspondem à cor da linha mais intensa do espectro. O rubídio dá-nos linhas vermelho-escuras, da cor do rubi. A palavra césio significa "azul celeste". Esta é a cor das linhas principais do césio.
Foi precisamente com o auxílio da análise espectral que se ficou a conhecer a composição química do Sol e das estrelas. Outros métodos de análise não são possíveis neste caso. Verifica-se que as estrelas são compostas pelos mesmos elementos químicos que existem na Terra. É interessante saber que o hélio foi descoberto primeiro no Sol e só depois foi encontrado na atmosfera da Terra. O nome deste elemento faz lembrar a história da sua descoberta: a palavra hélio significa "solar".
Graças à sua simplicidade e universalidade, a análise espectral é o método fundamental de controle da composição dos materiais na metalúrgica, na construção de máquinas, na indústria atômica. Com o auxílio da análise espectral determinou-se a composição química dos minérios e dos minerais.
A composição de misturas complexas, principalmente orgânicas, analisa-se segundo os espectros moleculares das mesmas.
A análise espectral pode ser feita não só segundo os espectros de emissão, mas também segundo os espectros de absorção. Justamente as linhas de absorção do espectro do Sol e das estrelas permitiram verificar a composição química destes corpos celestes. A superfície intensamente luminosa do Sol-fotosfera - dá um espectro contínuo. A atmosfera solar absorve a luz do fotosfera, o que faz aparecer linhas de absorção sobre o fundo do espectro contínuo da fotosfera.
Mas a própria atmosfera do Sol irradia luz. Quando se dão os eclipses do Sol, quando o disco solar é tapado pela Luz, dá-se a inversão do espectro. No lugar das linhas de absorção no espectro solar surgem linhas de radiação.
