В 1802 году английский учёный Волластон обнаружил, что радужную полосу солнечного спектра пересекают без определенного порядка несколько узких тёмных линий. Но Волластон не придал этому никакого значения. На самом деле в истории науки это не редкость. Множество физиков, изучавших в конце 19 века электрический разряд в газах досадовали на то, что фотопластинки, лежавшие по соседству оказывались засвеченными. И убирали их подальше в крепкие деревянные ящики. Кроме одного, Вильгельма Рентгена, открывшего в 1895 году рентгеновское излучение.
Также и случилось и с открытием темных линий в солнечном спектре. Явление мимо которого спокойно прошёл Волластон заново обнаружил и на этот раз детально исследовал австриец Фраунгофер спустя десять лет. Фраунгофер был оптиком, мастером по оптическим приборам, шлифовальщиком линз. Парадоксально, но он пришёл к своему открытию, пытаясь... изгнать цвет из оптических приборов.
Точнее говоря, не цвет, присущий наблюдаемым через эти приборы предметам, а радужные кольца, которые возникали из-за преломления белого света в линзах и портили изображения предметов.
Для своей задачи Фраунгоферу потребовалось тщательно изучить преломление света в призмах, изготовленных из стекла различных сортов. Одни стекла давали узкую полоску солнечного спектра, другие - более широкую. Желая увеличить изображение спектра, Фраунгофер поступил так, как делают, чтобы разглядеть в подробностях удаленные предметы. Он с помощью линзы превратил расходящийся пучок солнечных лучей от маленькой щели в параллельный пучок и стал разглядывать выходящий из призмы солнечный спектр через зрительную трубу. Теперь он без труда обнаружил темные линии, которые словно разрезали солнечный спектр на отдельные участки. Причём Фраунгофер нашёл семьсот линий (сегодня их обнаружено десятки тысяч). Очень тщательно австрийский оптик промерил положение почти половины обнаруженных им линий, обозначил их и изобразил на рисунке место каждой в спектре Солнца.
За Волластоном осталось признание первенства открытия, но линии стали называть фраунгоферовыми. О причине возникновения австриец не раздумывал, полагая, что они - необходимая принадлежность солнечного света. Он попытался обнаружить эти линии, пропуская через призму свет от искусственных источников - спиртового пламени и других пламен. Но Фраунгофер нашёл их снова, изучая спектры других небесных светил - планеты Венеры, звезды Сириус и других. Но там они занимали другое положение нежели в спектре Солнца. Это тоже оказалось очень важным в дальнейшем. А точнее, позволило судить о различном химическом составе звёзд.
Сколько труда нужно было положить, чтобы убедиться в том, что тёмные линии не меняют своего положения в солнечном спектре, никогда и никуда не сдвигаются, даже на микрон. Ни все вместе, ни друг относительно друга. Необходимо была уйма времени, тонна усидчивости, чтобы многократно и точно измерить их взаимные положения, чтобы многократно зарисовать их от руки.
Фраунгофер впервые исследовал спектр, состоящий из отдельных тёмных линий - линейчатый спектр - через 150 лет после Ньютона, исследовавшего сплошной спектр. Придёт время, и сплошной спектр станет ключом к открытию квантов, а линейчатый спектр позволит разгадать строение атомов!
Сам Фраунгофер был чрезвычайно доволен своим открытием. По сути, он построил из узеньких тёмных линий шкалу, на которой располагался солнечный свет, оставалось вычислить значения, которые необходимо было поставить около штрихов. Волновая теория света позволила объяснить явление ветов и приписать каждому цвету точную физическую характеристику.