基尔霍夫带了他的仪器,来到本生的实验室。这套仪器是些什么样的宝贝呀?一块方和斐亲手磨制的石英三棱镜;一个直筒望远镜,已经被基尔霍夫锯成两截;还有一个雪茄烟盒;一片打了一道狭缝的圆铁片。都是一些最普通的东西。他们正是用这套简单的仪器,完成了伟大的科学发现。
实验的准备工作开始了。基尔霍夫在雪茄烟盒内糊上了一层黑纸,把三棱镜安装在烟盒中间。在对着三棱镜的两个面的位置上,把烟盒开了两个洞:一个洞装上望远镜的目镜的那半截,这是方和斐的窥管;另一个洞装上望远镜的另外半截,物镜在盒内对着三棱镜,朝外的筒口上盖着那开有细缝的圆铁片,这叫做平行光管。各部分都固定了,烟盒盖上了,世界上第一台“分光镜”就装配好了。
本生也没闲着,他在准备试料。试料有各种纯的金属,各种纯的化合物的溶液。几把白金丝做的小圈,也用硝酸洗得干于净净。
基尔霍夫先让太阳光射在平行光管的细缝上。在窥管中,他看到清晰的太阳光谱,还有那一条条黑色的方和斐线。仪器检查完毕,没有毛病。黑窗帘拉上了,本生点着了煤气灯,基尔霍夫把平行光管对准了煤气灯的火焰,实验开始了。
第一个实验就是食盐(氯化钠)。本生用白金丝蘸了一粒食盐在灯上烧,火焰立刻变成黄色。基尔霍夫把眼睛凑到窥管口上。
“我看到两条黄线靠在一起。背景是黑的,只有两条黄线。”基尔霍夫说。
本生重复了他一年前的实验。苏打,芒硝,硝酸钠,各种钠盐都试过了,结果都一样,黑的背景上有两条靠在一起的黄线,而且位置也不改变。看来,这两条黄线就是钠的谱线。
下一个实验是钾。本生用白金丝蘸了钾盐去烧,火焰变成了淡紫色。
基尔霍夫看了几秒钟,说道:“在黑暗背景上有一条紫线和一条红线。当中的光谱连成一片,没有明亮的线条。”
实验在继续。
所有的锂盐都产生一条明亮的红线和一条较暗的橙线。
所有的锶盐都产生一条明亮的蓝线和几条红线、橙线和黄线。
总之,每种元素都产生几条特有的谱线,这些谱线都有固定的位置。
本生和基尔霍夫轮换着烧蘸有各种物质的白金丝,轮换着看光谱。后来,本生装了一个架子把白金丝夹住,两个人在自制的分光镜前你看一眼我看一眼,一直看到眼睛都花了。
他们还不想休息,准备做一个新的实验。基尔霍夫揉着发酸的眼睛,在屋内走来走去。本生也一声不响,他把几种不同的盐混在一起。
实验开始了,本生用白金丝把混合的盐送到火焰中去,火焰立刻变成亮黄色。基尔霍夫趴在分光镜前仔细观察。
实验室内静悄悄的,最后,基尔霍夫说话了:“你掺在一起的有钠盐、钾盐、锂盐和锶盐。”
“对!”本生激动极了。他把白金丝夹在架子上,立刻跑过去看。光谱显示得十分清楚:两条靠在一起的亮黄线是钠的;那条紫线是钾的;红线是锂的;属于锶的那条蓝线也很清楚。
成功了!他们这时候的高兴劲儿是可以想象出来的。
他们创立了一种新的化学分析方法——光谱分析法。