讓光折射出它的光譜是牛頓比夫朗和斐早100多年前就做過的事情。到今天，這仍然是大部分學生在他們剛開始學習物理時，會被教到的：即利用三棱鏡把一束光分成幾個不同波長的光，結果我們可以看到一排壯觀的顏色，從紅色和橘色的一端，經過黃色、綠色和藍色，一直到靛色和紫色的另一端。夫朗和斐隻是想看看是否由折射產生出來的彩虹光譜可以顯露出鏡片的瑕疵。一開始，他用人為的光線（燃燒鈉而來的黃光）來檢驗玻璃鏡片。他注意到從燈那邊折射出的光有一兩個神秘的空隙——每一次做測試，都會發現黑線在固定的位置打斷連續分布的顏色。因為鈉光隻顯現出一部分的光譜，於是夫朗和斐想測試整個光譜，看看這些黑線是否也會出現在陽光的折射中。在完全相同的條件下，他不隻看到彩虹效應，同時他也注意到在光譜上有很多相當清楚的線，有一些是很清楚的暗黑線，還有一些是比較清楚的淡黑線。在學校的實驗室不太容易看見這些線，但是在夫朗和斐實驗室的條件下，它們是可以被觀測到的。
不久，他便嚐試加熱鈉以外的化學藥品，然後用鏡片折射所發出的光。同樣地，他仍然看到黑線或空隙，隻是它們的位置改變了。他不清楚是什麼原因造成這樣的改變，但是每一種元素產生出來的光所呈現的黑線樣式就是不一樣。它們有點像今天在超市用來編訂商品種類和價格的條碼；在光譜之內的深淺線條的樣式是一種光的指紋，如果夫朗和斐知道這一點，便可以利用它們來辨識被加熱的化學元素。這時候，他隻知道為了科學，他應該將它們公諸於世。
現在我們知道這些線條其實是每一種元素吸收光，使得少掉了一些光，而形成一些黑線條；或是放出光，形成較亮的光或額外的光，在光譜中的位置，或說是光的特定波長的顯現。這些現象跟每種元素的次原子結構和它對輸入能量的反應有關。夫朗和斐發現的重要性在於：透過光的折射可以看出光的樣本的化學指紋。因此，透過辨認光源的指紋，我們就可以知道其中的化學元素成分。
夫朗和斐並不是唯一不曉得他的發現之重要性的人，事實上一直到1880年左右，胡金斯才發現夫朗和斐線是元素的指紋。他更進一步了解到這些線有助於我們明白太陽和恒星的組成成分。
當他折射太陽光並和某種星光做比較時，他不僅發現兩者發出的光都有特定的指紋，而且他可以清楚地辨認出是氦和氫的指紋。因此結論是恒星和太陽都是類似由氫和氦所組成的，以某種方式燃燒或反應，像個巨形的夫朗和斐的燈一樣，釋放出熱與光。
在科學上，這個發現是有重要意義的；但在哲學上，則表示太陽和恒星並沒有什麼不同。換句話說，他的發現比伽利略觀察到“地球不是一切的中心”，更貶抑人類的價值。而居於太陽係中心的太陽，也一點也不特別。它隻不過是另一個恒星，是整個宇宙中數十億個由氫和氦所組成的恒星當中的一個。
都卜勒對於光與聲音的重大發現
不像夫朗和斐，都卜勒的確了解到1842年他在維也納的發現在天文學上的重要性；然而，過了七十幾年，這個發現才大幅改革了宇宙學。
都卜勒發現一個同時適用於光和聲音的原理。我們先就聲音來看，會比較容易掌握其中的基本概念。現在大家熟知的“都卜勒效應”，經常以火車進出車站時發出的聲音為代表現象。任何站在月台上的人都會聽到火車發出的聲音，隨著它接近、經過和離開火車站而改變。顯然的，當火車接近時，音量會增大；而當它離開時，音量會減小，但是在音調上也會改變。當聲源逐漸接近觀察者時，音調會漸漸提高，隨著聲源逐漸離開而漸漸降低。對於坐在火車內的人而言，他並不會感受到音調的改變。這種站在月台上的人所感受到的音調變化，要如何解釋呢？
都卜勒指出這種音調的改變，是由於聲音傳到月台所需的時間改變了。如果我們把火車的運動分成一係列的時刻來看，會比較清楚。假設在A時刻，火車離開觀察者100米，而且正快速接近他，那麼火車在那個時刻所發出的聲音必須走過那100米，才會被觀察者聽見。這發生在一刹那間，但是這是一個有限的時間，假設所需要的時間是300毫秒。過了這段時間，火車在此時刻離開觀察者隻有90米。火車發出的聲音還是得傳到觀察者才可以被聽見，但現在隻須傳90米就好了。由於聲音的速度是固定的，所以這次它隻需要270毫秒（少走一成的距離，少花一成的時間），比在A時刻到達觀察者的時間，快了30毫秒。同樣的，接下來的幾個時刻“C”、“D”等，聲音到達觀察者所需要的時間越來越少，這表示逼近觀察者的火車所發出的聲音到達觀察者時，被“擠壓”了。