周波数スペクトル
物理学では多くの場合、通常の関数に対してはそのフーリエ変換またはフーリエ級数を求めることをスペクトル解析と呼ぶ。確率過程に対してはそのスペクトル密度(ウィーナー=ヒンチンの定理より、これは相関関数のフーリエ変換に等しい)を求めることをスペクトル解析と呼ぶ。これらはいずれも、一見複雑そうに見える現象を、最も基本的で単純な物理的過程である単一振動数成分に分解することにほかならない。
単一の振動数の波は量子力学的には光子、フォノン、励起子その他の素励起として粒子的に描像することができるので、スペクトル解析が現象のメカニズムを分析するための重要な手段となる。
たとえばX(t) を光波とするならば、そのスペクトル密度は普通の意味でのスペクトルにほかならない。