D'autres sources de lumière : les gaz d'atomes

Toutes les sources de lumière ne sont pas d'origine thermique. Il existe des sources qui peuvent être qualifiées de "sources froides", en opposition aux sources chaudes comme le Soleil. C'est le cas des lampes à décharge.

Dans une lampe à décharge, un gaz à basse pression est introduit dans une ampoule de verre équipée de deux électrodes. Une tension électrique est appliquée entre les électrodes, ce qui a pour effet de créer une décharge électrique dans le tube. Sous l'effet des chocs produits, de l'énergie est communiquée aux atomes (on dit qu'ils sont excités). Les atomes libèrent ce surplus d'énergie en émettant de la lumière.

Une lampe à vapeur d'hydrogène, par exemple, émet une lumière magenta.

Si on décompose la lumière émise par une lampe à décharge, on observe que le spectre obtenu n'est pas continu : quelques raies lumineuses colorées y sont séparées par des zones sombres plus vastes. Ce type de spectre est appelé spectre de raies d'émission. 

• Spectre obtenu à partir de la lumière d'une lampe à vapeur d'hydrogène :
  

• Spectre obtenu à partir de la lumière produite par une lampe à vapeur de mercure :
  

• Spectre obtenu à partir de la lumière produite par une lampe à vapeur de sodium basse pression :
  

On remarque que chaque entité chimique produit un spectre de raies qui lui est propre, un peu à la façon d'un code-barres.