原子吸收的物理基础根植于量子力学框架下的能级跃迁与光谱特性，其核心科学原理可深度解析如下：
基态原子的能量本质
原子由原子核与核外电子构成，电子按量子力学规则分布于不同能级轨道。当电子处于能级时，原子整体能量低，此状态称为基态。基态原子是原子吸收分析的“吸光质点”，其数量与待测元素浓度直接相关。例如，在火焰原子化过程中，溶液中的金属化合物被高温解离为基态原子，形成可吸收特征光谱的原子蒸气。
特征谱线的量子起源
当基态原子吸收特定波长的光子时，电子跃迁至激发态，形成共振吸收线。这一过程遵循能量守恒定律：光子能量（hν）必须精确等于基态与激发态的能级差（ΔE），即hν=ΔE
。不同元素的原子结构差异导致能级差独特，因此每种元素仅吸收特定波长的光，形成的特征谱线。例如，铜原子在324.7nm波长处产生特征吸收，而镁原子则吸收285.2nm波长的光。
光谱线的物理特性
特征谱线呈现为极窄的锐线（半宽度约0.001nm），这是由原子能级的量子化特性决定的。实际测量中，谱线会因多普勒效应、碰撞等因索发生微小展宽，但通过使用锐线光源（如空心阴极灯）可最大限度保持单色性，确保吸收的特异性。例如，空心阴极灯通过阴极溅射产生待测元素的特征光谱，其线宽远窄于普通光源，满足原子吸收对单色性的严苛要求。
朗伯-比尔定律的定量基础
原子吸收的强度与基态原子浓度成正比，这一关系由朗伯-比尔定律定量描述：
A=εbc，其中A为吸光度，ε为摩尔吸光系数，b为光程，c为浓度。
通过测量标准溶液的吸光度并绘制标准曲线，可推算未知样品中元素的含量。例如，在检测水中铅含量时，若标准曲线显示吸光度0.2对应浓度10μg/L，则样品吸光度0.4时，其铅浓度即为20μg/L。
