光学分析法是利用待测定组分所显示出的吸收光谱或发射光谱进行分析的方法，涵盖原子光谱和分子光谱。根据光谱类型，可分为吸收光谱法（如可见-紫外分光光度法、红外光谱法）和发射光谱法（如荧光光度法、原子发射光谱法）。原子吸收光谱法（AAS）则基于基态原子对共振辐射的吸收。这些方法在化学、生物学、医学等领域有广泛应用。

（一）比色法与分光光度法

比色法是分光光度法的前身，历史悠久。1830年，四氨络铜离子的深蓝色被用于铜的测定；1852年，奈斯勒建立了氨的比色测定法；1869年，舍恩发现钛与过氧化氢的黄色反应，后由韦勒改进为钛的比色法。1912年，梅勒利用芬顿反应和过氧化物反应，建立了钛和钒的比色测定法。

吸收光度分析基于朗伯-比尔定律：1729年布古厄发现光吸收与介质厚度成正比，后由兰贝特（1760年）和比尔（1852年）完善，公式为 I = I₀e^{-εcl}，其中ε为摩尔吸光系数，c为浓度，l为光程。早期比色法依赖经验对比，使用奈斯勒管、杜波斯克比色计等工具。1940年后，分光光度计（如贝克曼、蔡斯-普尔费利希）普及，采用滤光片、棱镜或光栅获得单色光，光电管检测，提高了精度和灵敏度。

典型试剂双硫腙（二苯基硫卡巴腙）由艾米尔·费歇尔于1882年发现，1926年海尔穆特·费歇尔将其用于金属离子分析，形成有色螯合物可萃取至有机溶剂，灵敏度高。紫外分光光度法（200-400 nm）可用于芳香化合物（如苯酚、蒽）的测定，并用于结构分析，如共轭双键和芳香环的特征吸收。

（二）红外光谱法

红外光谱（IR）利用分子振动和转动能级跃迁，波长范围0.8-1000 μm。1940年后，随着热电堆、辐射计和放大器的发展，红外光谱成为重要分析工具。红外光谱可用于定性分析，通过特征吸收峰（如OH、NH、C=O、C=C）鉴定官能团，也可用于定量分析，如硝基烷混合物、甲酚混合物和六氯化苯异构体的测定。现代傅里叶变换红外光谱（FT-IR）具有高信噪比、高分辨率和快速扫描等优点，结合显微技术和基质隔离技术（MI-IR）可分析纳克级样品，被誉为有机结构的“指纹”。红外光谱在生物化学、高分子、环境、食品、医药等领域广泛应用。

（三）荧光分析

荧光是物质吸收紫外光后发射的可见光，斯托克斯于1852年发现荧光波长长于激发光，并命名“荧光”。1867年，戈佩尔斯罗德首次用铝-桑色素配合物的荧光测定铝。20世纪后，荧光理论发展，1928年第一台光电荧光计问世，1939年光电倍增管的应用提高了灵敏度。现代荧光分析法包括同步荧光、导数荧光、时间分辨荧光、荧光偏振、荧光免疫等，结合激光和微处理机，灵敏度高、选择性好，广泛应用于工业、农业、医药、环保等领域。我国自20世纪50年代开始研究，70年代后发展迅速，已有多款国产荧光光度计。

（四）原子吸收光度法

原子吸收光谱（AAS）由沃尔什于1953年提出，1954年展示首台仪器。该方法基于基态原子对共振线的吸收，通过测量吸光度确定元素含量。关键问题包括原子化效率和光源设计。早期使用低温火焰（如煤气-空气），1965年引入乙炔-氧化亚氮火焰（温度近3000℃），可测定Be、Al、Si等难熔元素。1968年马斯曼和吕沃夫开发石墨管原子化法（非火焰法），提高了绝对灵敏度。光源常用空心阴极灯，1955年克劳斯怀特改进，阴极由待测元素制成，充氩或氖气。AAS具有灵敏、快速、准确等优点，在冶金、化工、农业、生物医学等领域普及。

（五）发射光谱法

发射光谱分析利用原子或离子在激发态跃迁时发射的特征谱线。1920年已用于金属和非金属的鉴定，灵敏度达ppm级。定量分析通过比较谱线密度实现，早期目视，后使用显微光度计。现代大型工业光谱实验室采用自动化系统，光电管检测，快速输出结果。电弧光谱（中性原子谱线）和火花光谱（离子谱线）是常用光源。火焰光谱适用于碱金属和碱土金属分析，1929年后拉梅奇和伦德加德改进火焰法，用于土壤和植物分析。60年代后，多道光谱仪（光电倍增管接收）提高了分析速度和自动化程度。