目前已經完成90%文字稿，正在拍攝與繪製圖片，預定在2月中旬完成全書，三月與夢幻光譜儀同時寄發給所有贊助者。目錄暫定如下：

第一部 光譜的故事

1-1 彩虹的故事與成因

1-2 牛頓用彩虹開啟現代光學

1-3 太陽光譜再進化

1-4 光譜家族：光譜分類

1-5 連續光譜的性質

1-6 黑體輻射與普朗克函數

1-7線光譜性質

1-8波爾與光譜暗線/原子結構

1-9當光譜解析度越來越高

第二部 光譜儀的故事

2-1 稜鏡與光柵

2-2 光譜儀

2-3 可見光/紅外線/紫外線光譜儀

第三部 自製光譜儀

3-1簡易CD光譜儀

3-2 簡易光柵光譜儀

3-3 目鏡光譜儀

3-4 觀察與拍攝光譜

附錄 光譜與量子力學

部分內容：

1-4 連續光譜的性質

在19世紀，科學家在實驗室進行各種熾熱物體的光譜強度測量，發現高溫物體（例如鐵、碳）發出連續光譜，而且它們的光譜強度分布與其材質無關，只與溫度有關。只要溫度相同，則高溫鐵、碳的光譜強度分布曲線是一樣的。

柯奇霍夫在1859年所提出的輻射定律，認為物體在一固定溫度下，對輻射的發射與吸收，與物體的表面性質有關。他提出「黑體」的概念，一種完全不反光的物體（吸收率100%）稱為黑體。

簡單的說，黑體對光的吸收率100%，完全不反射光。如果問一個簡單的問題：「黑體會不會發光？」

多數人直覺地回答：「不會，黑體是黑色的，不發光。」

更有人回應：「不是叫做黑體嗎？當然是黑色、不發光的。」

可是，黑體的定義只是吸收率100%（反射率為零），並沒有描述黑體本身的溫度、亮度或顏色。從邏輯推論，可以說如果黑體會發光，則黑體所發出的光都是自身發出的，完全沒有反射外來的光。高溫熾熱的鐵、碳發出紅色的光，如果溫度相同，則它們的顏色相同、光譜強度分布曲線相同。換句話說，高溫的鐵、碳…近似黑體，將光線照射其上，並不會反射，會被完全吸收。黑體所發出的光與溫度有關，溫度越高、發出的光越強。

當然，這個世界上沒有完美的黑體，只有近似的黑體，高溫熾熱的物體非常接近黑體的性質。科學家測繪了許多熾熱物體的光譜，有了三個具體的發現。

（1）首先是熾熱物體的光譜分布曲線與材料無關，只與溫度有關；只要溫度相同，光譜強度分布曲線（輻射曲線）就相同，而且曲線有一高峰點。

當物體的溫度增高時，所有波長的輻射量都增加，而且高峰點會向短波長方向（紫色端方向）偏移。

圖中三條曲線分別顯示三個不同溫度之黑體所發出的光譜。

（2）史帝芬（Josef Stefan）在1879年提出一個黑體所發出的總能量（E）與溫度的四次方成正比（E µ T4）。例如有三個黑體，溫度分別是1000K、2000K、4000K，則這三黑體所發出的總輻射之比分別為14：24：44 = 1：16：256。

（3）在固定溫度下，黑體輻射極大值（即輻射曲線高峰點）所對應之波長稱為λmax。文（Wien）在1893年發現它與溫度（T）成反比，即λmax µ 。例如太陽表面溫度約為6000℃，λmax為黃光；3000℃的黑體，λmax為紅光。溫度超過10000℃，則λmax位於紫外線區域，人眼不能感知紫外線，所以看來為白色或藍色。同理，如果溫度低於3000K，λma則位於紅外線，人眼不能感知紅外線，所以看其來呈現紅色。

當時牛頓力學早已成熟，也已經建立熱力學，而且運用的非常成功。馬克思威在1865年統合了光、電、磁，用一組稱為馬克斯威的方程式成功地描述光、電、磁的各種現象，並預測光是電磁波。牛頓力學加上馬克斯威的理論，極為成功地描述了20世紀以前的各種自然現象，從行星的運行到無線電波的傳遞，都能解釋。

科學家想從牛頓力學與馬克斯威的理論推導出高溫熾熱物體的輻射曲線，卻無法成功。在紅色區域符合，紫色區域就失效；或只能在紫色區域符合，紅色區域就失效。這使得當代的物理學家相當困擾，當代最著名的物理學家湯姆遜爵士認為這是一朵微不足道烏雲，遲早會消散。事情的發展卻出人意料，這朵烏雲不但沒有消散，還逐漸形成風暴，吹垮了牛頓力學，創新建立了一門新物理：量子力學。

1-7 波爾與光譜暗線/原子結構

光，是一種能量，一條一條的明亮譜線分別代表著一道一道孤立光（單色光）的能量，表示原子內部與能量相關的結構也必須是一道一道孤立的，才能產生與光譜對應的譜線。但是牛頓力學無法建構出產生這種光譜的原子結構，也就無法解釋產生譜線的原因。

在20世紀以前，已經知道光是電磁波，可以由一組馬克斯威方程來描述。依據牛頓力學與馬克斯威電磁理論，電子加速運動會發出電磁波，本身的能量會降低。如果原子結構是電子繞原子核運動的話，那麼電子會持續發出電磁波，能量降低，一路旋進原子核。依據計算，電子瞬間就墜入原子核，造成原子崩解。但是原子穩定存在，氫原子相當穩定，表示傳統的力學理論無法解釋原子的穩定，也無法解釋原子光譜中各譜線的成因。

在破解原子結構方面，氫元素光譜扮演了關鍵性的角色。氫光譜在可見光區域有四條譜線：紅光譜線波長為656.4 nm、黃光譜線為486.1 nm、藍光譜線為434.1 nm、紫光譜線為410.2 nm。但是看不出這些譜線有何規律。

巴爾麥（Johann Balmer）是瑞士數學老師，他在1849年從巴賽爾大學（University Basel）獲得數學博士學位。從1859年起，他就在一所女子中學教數學，在1865年至年1890年也在巴賽爾大學兼任講師，大學的哈更巴（Eduard Hagenbach）教授對光譜有興趣，他鼓勵巴爾麥嘗試找出氫光譜四條譜線的規律性。

巴爾麥有了突破性的進展，在1885年6月提出一個經驗式，將四條譜線的波長化為下列方程式：

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