光谱学一直是物理学中重要的分支,既可以对原子或分子的激发动力学进行研究,又可以应用于物质成分分析。本文应用原子吸收光谱（AAS）、光纤漫反射光谱（FORS）以及激光诱导击穿光谱（LIBS）三种光谱检测技术,分别从原子光谱与应用光谱两方面展开了以下研究:首先,本文研究了稀土Sm和Eu原子自电离态光谱以及Stark效应。Sm原子由于4f壳层未半满填充,所以它的能级结构及其复杂。如果最外层两个电子都被激发且两个电子的能量和超过单个电子的电离能时会产生自电离过程,此时自电离态与连续态会产生干涉作用,导致自电离态光谱为非对称的Fano线型。为了研究这一复杂过程我们选取了稀土Sm和Eu原子。由于Sm原子具有未半满填充的4f壳层,导致其能级非常复杂,如最低电子组态4f⁶6s²也有7个子能级。本文结合多步共振激发和偏振组合技术,将Sm原子由基态4f⁶6s^{2 7}F₀激发至4f⁶6s（⁸S）np自电离态,共获得了13个自电离态的能级位置、线宽、非对称因子等信息,并研究了不同偏振组合下自电离跃迁的相对强度比值。我们进一步研究了Eu原子在零场下和400-2000 V·cm^-1强电场下的自电离态光谱,不仅获得了自电离态的相关信息,而且研究了自电离态的移动、展宽和分裂等Stark效应。其次,除了原子光谱,本文也涉及到了应用光谱领域,研究了有机和无机国画颜料的吸收光谱与漫反射光谱。利用FORS获取了有机颜料藤黄与胭脂,无机颜料石黄（S型）与赭石（S型）、石青（钟型）与石绿（钟型）、赭石（S型）与石绿（钟型）的混合颜料漫反射光谱。同时运用导数光谱法与多元线性回归法,对不同比例混合颜料的漫反射光谱与吸收光谱进行了解混分析。首次提出了基于FORS技术的解混方法,这对国画颜料无损化分析具有重要意义。最后,为了解决混合颜料的精确解混问题,本文还探索了LIBS对物质成分的识别与标定。以无氧铜为例,获得了300-950 nm范围内的LIBS光谱,对金属Cu元素进行了原子线和离子线的标定。这为采用LIBS技术研究国画颜料成分与半定量分析打下了坚实的基础。总之,本文对稀土原子、无氧铜和国画颜料等不同物质通过不同的光谱手段进行了深入的研究,这都为深入理解物理学基本原理和光谱学的实际应用做出了有一定价值的工作。