基爾霍夫和本生兩人，一開始就自己動手製作觀察光譜的儀器——分光鏡。
基爾霍夫在一個天氣晴朗的日子，帶著一個雪茄煙盒和兩根用舊了的望遠鏡鏡筒，來到本生的實驗室。他倆就用這幾件簡單的東西，裝配起分光鏡來。
他們在一根鏡筒的一頭開了條狹縫，這樣就做成了根所謂的平行光管，讓光通過它射進分光鏡。不難想到，平行光管的用處和牛頓黑屋子裏的帶孔百葉窗一樣。
光一通過平行光管，就落到三棱鏡上，三棱鏡是罩在雪茄煙盒裏的。為了不讓外麵的光射進盒內，基爾霍夫還在盒子裏麵糊了一層黑紙。
三棱鏡把狹縫裏射來的光線往一旁折射，形成光譜。基爾霍夫和本生就學當年夫琅和費的樣子，通過第二根鏡筒——窺管——來觀察這光譜。
當然，安裝分光鏡的工作，大半是由物理學家基爾霍夫動手，可是本生也沒閑待著。他在預備最純的物質，以便送進火焰裏研究。他一次又一次地把種種不同的鹽溶解在水裏，再從水溶液裏析出它們的晶體，然後對晶體進行過濾—衝洗—再溶解等步驟，直到獲得了極純的物質才罷手。
這本是一種繁重而且乏味的工作，但本生在科學工作上是有耐心和毅力的，因為他從小就在這方麵有過極好的訓練。兩個知心朋友工作得很認真，考慮得很周密，所以工作很快就有了結果。
基爾霍夫開始是用一麵鏡子使明亮的太陽光束照進狹縫，來檢查儀器有沒有毛病。他把眼睛湊在窺管口上，裏麵是條彩色的光譜，還有許多條黑色的夫琅和費線橫斷在上麵。
接著，他用窗簾遮好窗戶，在平行光管的管縫前麵，放盞點著的本生燈。
現在分光鏡裏是漆黑的，基爾霍夫把眼睛湊到窺管口上，裏麵隻有一點微光，微弱到剛能看出來。
本生燈是緊靠著平行光管管縫放的，燈焰又很熱，比鋼水還熱，可是這種火焰所發出的光，竟幾乎不生光譜。本生燈的燈焰就這麽蒼白、這麽無力。
這種情景的劇烈改變，開始於本生著手向燈焰輸送各種物質微粒的時候。首先送入燈焰的是純食鹽，這東西化學家叫氯化鈉，因為它是氯和鈉兩種元素組成的。本生拿了一根白金絲沾了一小粒食鹽，送進燈焰裏，燈焰立刻變成了明亮的黃色。基爾霍夫見了就把眼睛湊到窺管口上。
“我著見兩條黃線並擺在一起，此外什麽也沒有了，背景是黑色的，黑色背景上有兩條黃黃的空隙。”他說。
改用鈉的別種化合物時，所得到的還是這樣兩條黃線。本生依次向火焰裏送進了碳酸鈉（又名蘇打）、硫酸鈉、硝酸鈉（又名智利硝），以及許多種其他鈉鹽。它們所生的光譜全都一樣，全部是黑色的背景上出現兩條明亮的黃線，而這兩條黃線還永遠出現在同一位置上。
這就十分明顯：鈉鹽由於高熱，立刻分解，其中的鈉馬上化為白熱的蒸氣，白熱的蒸氣就發出了色調永遠不變的黃光。
鈉鹽一揮發完畢，燈焰馬上恢複無色的原狀，於是本生把白金絲好好洗幹淨，放進火裏燒了燒，又沾了幾粒鉀鹽送進燈焰裏。
這一次，燈焰被染成了鮮嫩的淡紫色。基爾霍夫又把眼睛湊到了窺管口上。
足有好幾秒鍾，沒有人出聲。
“基爾霍夫，你看見什麽了？”本生問。
“我看見了黑暗的背景，上麵有一條紫線和一條紅線。兩條譜線當中的光譜，差不多是連成一片的，上麵一條明亮線條也沒有。”
所有的鋰鹽都產生一條明亮的紅線和一條較暗的橙線。
所有鍶鹽的光譜上，都有一條明亮的藍線和幾條暗紅線。
總之，每一種元素都有它特有的譜線。看來，每一種元素的白熱蒸氣都能產生一定不變的幾種顏色光線，而三棱鏡就把這些光線分別折射到它們各自的一定位置上。
基爾霍夫和本生滿心喜悅地觀察著分光鏡中美麗悅目的彩色譜線。本生還做好了一個特別的座子，代替人手抓住白金絲插進燈焰裏，有了這個座子，人就用不著呆坐在狹縫跟前，於是本生也能同基爾霍夫一道往分光鏡裏窺看了。
後來，他倆的眼睛都看花了，可是基爾霍夫還不想走。
他說：“應該把一切都畫下來，咱們得把所有的光譜記錄在紙上，將來才有底樣可以比較。”
“慢著，”本生攔住他說，“還有一個問題最重要，我們沒有弄明白，要是向火焰裏同時送進幾種不同的鹽，譬如說鈉鹽、鉀鹽和鋰鹽，那時候，光譜會成什麽樣兒呢？”
於是他們決定立刻用混合物來做實驗，哪怕再做一次，然後休息。原來兩人都急著知道，能不能憑著光譜查明複合物質的組成。
決定性的一分鍾就要到了。基爾霍夫在屋子裏踱過來又踱過去，用手揉著發酸的眼睛。本生和往常一樣，毫無激動的表示，隻是細心地把幾種鹽慢慢摻和在一起，最後他用白金絲沾上幾粒混合物送進火焰。火焰染上了明亮的黃色，這是鈉的顏色蓋過了所有別的物質的顏色。
可是分光鏡裏是個什麽樣兒呢？
基爾霍夫往窺管裏看了很久，屋子裏靜悄悄的。火焰裏，鹽在爆響。本生拿著白金絲，手都有點哆嗦了。
最後，基爾霍夫說：“你摻和的是哪幾種鹽，我說得上來了。這裏有鈉、有鉀、有鋰，還有鍶。”
“對！”本生叫起來。
他把白金絲固定在座子上，就往分光鏡的窺管跟前跑。他看見的情景是這樣的：
所有的明亮譜線，條條都在自己的位置上獨立地放光，其中最亮的是鈉的兩條黃線，不過鉀的紫線、鋰的紅線、鍶的藍線，也都在這條很寬的彩色光譜各部分，清清楚楚地放著光。
好像我們在人叢中找人，找到這人的頭就找到了人一樣，現在從混合物裏，尋找其中所含的各種元素，也隻要憑著元素的白熱蒸氣所發的光線，就能找出每一種元素來。這是因為三棱鏡會把各種元素所發的光線分開，使它們分別射到各自的位置上，所以沒有一種顏色能把別的顏色掩蓋掉。
基爾霍夫和本生可以彼此祝賀了，他們已經達到了自己所定的目標——把一種對物質進行化學研究的新方法——光譜分析術搞成功了。