譜線是在均勻且連續(xù)的光譜上明亮或黑暗的線條，起因于光子在一個(gè)狹窄的頻率范圍內(nèi)比附近的其他頻率超過(guò)或缺乏。線通常是量子系統(tǒng)（通常是原子，但有時(shí)會(huì)是分子或原子核）和單一光子交互作用產(chǎn)生的。當(dāng)光子的能量確實(shí)與系統(tǒng)內(nèi)能階上的一個(gè)變化符合時(shí)（在原子的情況，通常是電子改變軌道），光子被吸收。然后，它將再自發(fā)地發(fā)射，可能是與原來(lái)相同的頻率或是階段式的，但光子發(fā)射的總能量將會(huì)與當(dāng)初吸收的能量相同，而新光子的方向不會(huì)與原來(lái)的光子方向有任何的關(guān)聯(lián)。

測(cè)定譜線的波長(zhǎng)及其精細(xì)結(jié)構(gòu)的儀器是干涉儀。干涉儀是根據(jù)光的干涉原理制成的一種儀器。將來(lái)自一個(gè)光源的兩個(gè)光束完全分并，各自經(jīng)過(guò)不同的光程，然后再經(jīng)過(guò)合并，可顯出干涉條紋。在光譜學(xué)中，應(yīng)用精確的邁克爾遜干涉儀或法布里-珀羅干涉儀，可以準(zhǔn)確而詳細(xì)地測(cè)定譜線的波長(zhǎng)及其精細(xì)結(jié)構(gòu)。

干涉儀的應(yīng)用極為廣泛，主要有如下幾方面：

長(zhǎng)度的精密測(cè)量

在雙光束干涉儀中，若介質(zhì)折射率均勻且保持恒定，則干涉條紋的移動(dòng)是由兩相干光幾何路程之差發(fā)生變化所造成，根據(jù)條紋的移動(dòng)數(shù)可進(jìn)行長(zhǎng)度的精確比較或絕對(duì)測(cè)量。邁克耳孫干涉儀和法布里-珀羅干涉儀曾被用來(lái)以鎘紅譜線的波長(zhǎng)表示國(guó)際米。

折射率的測(cè)定

兩光束的幾何路程保持不變，介質(zhì)折射率變化也可導(dǎo)致光程差的改變，從而引起條紋移動(dòng)。瑞利干涉儀就是通過(guò)條紋移動(dòng)來(lái)對(duì)折射率進(jìn)行相對(duì)測(cè)量的典型干涉儀。應(yīng)用于風(fēng)洞的馬赫-秦特干涉儀被用來(lái)對(duì)氣流折射率的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察。

波長(zhǎng)的測(cè)量

任何一個(gè)以波長(zhǎng)為單位測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)米尺的方法也就是以標(biāo)準(zhǔn)米尺為單位來(lái)測(cè)量波長(zhǎng)的方法。以國(guó)際米為標(biāo)準(zhǔn)，利用干涉儀可精確測(cè)定光波波長(zhǎng)。法布里-珀羅干涉儀（標(biāo)準(zhǔn)具）曾被用來(lái)確定波長(zhǎng)的初級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（鎘紅譜線波長(zhǎng)）和幾個(gè)次級(jí)波長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)，從而通過(guò)比較法確定其他光譜線的波長(zhǎng)。

檢驗(yàn)光學(xué)元件的質(zhì)量

泰曼干涉儀被普遍用來(lái)檢驗(yàn)平板、棱鏡和透鏡等光學(xué)元件的質(zhì)量。在泰曼干涉儀的一個(gè)光路中放置待檢查的平板或棱鏡，平板或棱鏡的折射率或幾何尺寸的任何不均勻性必將反映到干涉圖樣上。若在光路中放置透鏡，可根據(jù)干涉圖樣了解由透鏡造成的波面畸變，從而評(píng)估透鏡的波像差。

其他應(yīng)用

用作高分辨率光譜儀。法布里-珀羅干涉儀等多光束干涉儀具有很尖銳的干涉極大，因而有極高的光譜分辨率，常用作光譜的精細(xì)結(jié)構(gòu)和超精細(xì)結(jié)構(gòu)分析。

歷史上的作用。19世紀(jì)的波動(dòng)論者認(rèn)為光波或電磁波必須在彈性介質(zhì)中才得以傳播，這種假想的彈性介質(zhì)稱為以太。人們做了一系列實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證以太的存在并探求其屬性。以干涉原理為基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)最為精確，其中最有名的是菲佐實(shí)驗(yàn)和邁克耳孫-莫雷實(shí)驗(yàn)。1851年，A.H.L.菲佐用特別設(shè)計(jì)的干涉儀做了關(guān)于運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中的光速的實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)明運(yùn)動(dòng)介質(zhì)是否曳引以太。1887年，A.A.邁克耳孫和E.W.莫雷合作利用邁克耳孫干涉儀試圖檢測(cè)地球相對(duì)絕對(duì)靜止的以太的運(yùn)動(dòng)。對(duì)以太的研究為A.愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論提供了佐證。