La température d'une source lumineuse influe sur le spectre de la lumière qu'elle émet. Les corps incandescents, comme une ampoule à incandescence ou le Soleil, émettent une lumière dont le spectre dépend de leur température. En général, plus la température de la source est élevée, plus le spectre contient de radiations de courtes longueurs d'onde, tendant vers le bleu.
Par exemple, le Soleil, avec une température de surface d'environ 5 500 degrés Celsius, émet un spectre visible qui nous apparaît essentiellement blanc, compréhensible par la combinaison de toutes les couleurs de l'arc-en-ciel. Les étoiles plus chaudes émettent une lumière plus blanche-bleutée, tandis que celles plus froides tendent vers le rouge ou l'orange.
Les spectres de raies d'émission sont caractéristiques des éléments chimiques. Lorsque l'on chauffe un gaz, par exemple de l’hydrogène, les électrons dans les atomes de ce gaz absorbent de l'énergie et passent à des niveaux d'énergie supérieurs. Lorsque ces électrons reviennent à des niveaux d'énergie plus bas, ils émettent de l'énergie sous forme de lumière. Chaque transition électronique correspond à une longueur d'onde bien précise, d'où l'apparition de raies dans le spectre.
Ceci permet d'identifier la présence d'éléments spécifiques dans un gaz à partir de son spectre de raies d'émission, une technique fondamentale en chimie analytique et en astrophysique pour déterminer la composition des étoiles et autres corps célestes éloignés.
L'analyse spectrale utilise les spectres lumineux pour identifier et étudier les propriétés des substances. En astronomie, elle permet de comprendre la composition chimique d'objets célestes, leur température, leur vitesse et bien plus encore. Ce même principe est utilisé dans les spectroscopes, des appareils qui analysent la lumière venant d'une source pour en déduire sa composition.
Dans l'industrie, l'analyse spectrale est utilisée pour la qualité des matériaux, le contrôle des processus de fabrication, et l'analyse environnementale, par exemple pour mesurer les concentrations de divers gaz dans l'atmosphère.
