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1802年乌拉斯登（W.H.Wollaston）发现太阳连续光谱中存在许多暗线。

1814年夫劳霍弗（J.Fraunhofer）再次观察到这些暗线，但无法解释，将这些暗线称为夫劳霍弗暗线。

1820年布鲁斯特（D.Brewster）第一个解释了这些暗线是由太阳外围大气圈对太阳光吸收而产生。

1860年克希霍夫（G.Kirchoff）和本生（R.Bunsen）根据钠（Na）发射线和夫劳霍弗暗线的光谱中的位置相同这一事实，证明太阳连续光谱中的暗线D线，是太阳外围大气圈中的Na原子对太阳光谱在Na辐射吸收的结果；并进一步阐明了吸收与发射的关系——气态的原子能发射某些特征谱线，也能吸收同样波长的这些谱线。这是历史上用原子吸收光谱进行定性分析的第一例证。

很长一段时间，原子吸收主要局限于天体物理方面的研究，在分析化学中的应用未能引起重视，其主要原因是未找到可产生锐线光谱的光源。

1916年帕邢（Paschen）首先研制成功空心阴极灯，可作为原子吸收分析用光源。

直至20世纪30年代，由于汞的广泛应用，对大气中微量汞的测定曾利用原子吸收光谱原理设计了测汞仪，这是原子吸收在分析中的最早应用。

1954年澳大利亚墨尔本物理研究所在展览会上展出世界上第一台原子吸收分光光度计。空心阴极灯的使用，使原子吸收分光光度计商品仪器得到了发展。

1955年澳大利亚联邦科学与工业研究所物理学家沃尔什（A.Walsh）首先提出原子吸收光谱作为一般分析方法用于分析各元素的可能性，并探讨了原子浓度与吸光度值之间的关系及实验中的有关问题。然后在光谱化学学报上发表了著名论文《原子吸收光谱在分析上的应用》。从此一些国家的科学家竞相开展这方面的研究，并取得了巨大的进展。随着科学技术的发展，原子能、半导体、无线电电子学、宇宙航行等尖端科学对材料纯度要求越来越高，如原子能材料铀、钍、铍、锆等，要求杂质小于10-7~10-8g，半导体材料锗、硒中杂质要求低于 10-10~ 10-11g，热核反应结构材料中杂质需低于10-12g，上述材料的纯度要求用传统分析手段是达不到的，而原子吸收分析能较好地满足超纯分析的要求。

1959年前苏联学者里沃夫（В.B.ПьBOB）设计出石墨炉原子化器，1960年提出了电热原子化法（即非火焰原子吸收法），使原子吸收分析的灵敏度有了极大提高。

1965年威尼斯（J.B.Willis）将氧化亚氮-乙炔火焰用于原子吸收法中，使可测定元素数目增至70个。

1967年马斯曼（H.Massmann）对里沃夫石墨炉进行改进，设计出电热石墨炉原子化器（即高温石墨炉）。

20世纪60年代后期发展了“间接原子吸收分光光度法”，使过去难以用直接法测定的元素和有机化合物的测定有了可能。

1971年美国瓦里安（Varian）公司生产出世界上第一台纵向加热石墨炉，并首先发展Zeemen背景校正技术。

1981年原子吸收分析仪实现操作自动化。

1984年第一台连续氢化物发生器问世。

1990年推出世界上最先进的Mark V1焰燃烧头。

1995年在线火焰自动进样器（SIPS8）研制成功并投入使用。

1998年第一台快速分析火焰原子吸收220FS诞生。

2002年世界上第一套火焰和石墨炉同时分析的原子吸收光谱仪生产并投放市场。

现在，原子吸收分光光度计采用最新的电子技术，使仪器显示数字化、进样自动化，计算机数据处理系统使整个分析实现自动化。

我国在1963年开始对原子吸收分光光度法有一般性介绍。1965年复旦大学电光源实验室和冶金工业部有色金属研究所分别研制成功空心阴极灯光源。1970年北京科学仪器厂试制成WFD-Y1型单光束火焰原子吸收分光光度计。现在我国已有多家企业生产多种型号、性能较先进的原子吸收分光光度计。

原子吸收分光光度法应用也有一定的局限性，即每种待测元素都要有一个能发射特定波长谱线的光源。原子吸收分析中，首先要使待测元素呈原子状态，而原子化往往是将溶液喷雾到火焰中去实现，这就存在理化方面的干扰，使对难溶元素的测定灵敏度还不够理想，因此实际效果理想的元素仅30余个；由于仪器使用中，需用乙炔、氢气、氩气、氧化亚氮（俗称笑气）等，操作中必须注意安全。