I modelli meccanici quantistici degli atomi ci offrono una comprensione profonda dell’interazione tra luce e materia. Gli atomi possono assorbire determinate lunghezze d’onda dello spettro elettromagnetico, rilasciando successivamente l’energia assorbita sotto forma di calore o in altre modalità. Quando consideriamo lo spettro della luce visibile, ogni lunghezza d’onda si traduce in un colore distinto. Le diverse lunghezze d’onda corrispondono ai colori percepibili ad occhio nudo. La luce bianca è percepita quando tutte le lunghezze d’onda sono presenti, mentre il nero è ciò che emerge quando tutte le lunghezze d’onda sono assenti.

Teoricamente, se facciamo passare la luce bianca attraverso un gas, questo assorbe specifiche lunghezze d’onda, che variano in base agli atomi presenti nel gas stesso. Una volta che la luce bianca è stata fatta passare attraverso il gas, possiamo utilizzare un prisma per suddividere la luce nei suoi colori costitutivi. Da questo punto, possiamo osservare delle interruzioni nel continuo dello spettro, che si manifestano come linee scure. Queste linee scure si definiscono righe di assorbimento.

Le posizioni di queste righe scure corrispondono alle lunghezze d’onda che gli atomi del gas hanno assorbito. Poiché gli atomi assorbono energia esclusivamente a lunghezze d’onda specifiche, le righe di assorbimento possono essere impiegate per identificare con precisione quali atomi siano presenti nel gas. Questa tecnica, nota come spettrometria di assorbimento, rappresenta uno strumento fondamentale nella ricerca astronomica per comprendere la composizione delle regioni dello spazio interstellare. Utilizzando la luce che giunge sulla Terra da stelle o quasar, possiamo determinare attraverso quali elementi la luce è passata prima di raggiungere il nostro pianeta.