上图:本生和基尔霍夫的分光计(图片来源:J. N. Lockyer, Solar Physics, 1874)
本生和基尔霍夫使用他们的新设备解决了D线无处不在的疑难——今天我们知道,D线是钠元素存在的踪迹。他们意识到,困扰前辈的是实验室中一种不曾料到的污染物:食盐!氯化钠,也就是食盐,在地球表面处处有分布,而如果不加留心的话,它就会渗进化学样品中。正如19世纪的历史学家艾格尼丝·M·克拉克(Agnes M. Clerke)所描述的那样,“(食盐)在空气中漂浮;在水中漂流;每粒尘埃中都有它的粒子相随;排除它绝对是不可能的”。
D线问题的解决不仅是本生高超实验技术的反映,更是光谱分析学超高灵敏度和科学潜力的体现。似乎是要强调后者的威力,本生和基尔霍夫凭借他们的强大工具,仅仅依靠观察光谱就发现了两种新元素:铯和铷。
之后海德堡的两位科学家证实,在实验室光谱中观察到的亮线序列与太阳光谱中的暗线序列精确吻合。因而夫琅禾费的暗D线说明,太阳上有钠元素,其他夫琅禾费线也就表示其他化学元素的存在,其中包括太阳最丰富的组成元素——氢。
他们破天荒的实验也告诉物理学家不同类型光谱的基本成因:稀薄气体的光谱可以是实验室中所见的发射谱,也可以是太阳光谱暗线那样,是在白热背景上的吸收线。
本生和基尔霍夫的实验衍生出了大量意义深远的结果。一次两位科学家将他们的分光计对准窗外10哩以外一团烈火的化学成分。本生想,如果他们可以确定地球上火焰的组成,某日天文学家能否对着群星做出同样的事呢?