El espectro lineal muestra que los átomos tienen niveles de energía discretos en los que giran los electrones. Las líneas negras en realidad muestran que, al volver al estado fundamental, los electrones se han saltado estos niveles emitiendo un solo fotón de mayor energía en lugar de múltiples fotones de menor energía que aparecerían en lugar de líneas negras.
Para responder a esto primero será necesario comprender el fenómeno de cómo se produce el espectro.
Los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas específicas (niveles de energía). Estas órbitas son los niveles de energía menos posibles para el átomo. como en el átomo de hidrógeno, el electrón gira en primera órbita (nivel de energía). en el caso de algún otro elemento como el oxígeno, hay dos niveles de energía menos posibles. cuando la primera órbita (caparazón de s) se llena por completo con dos electrones, el segundo nivel menos posible (capa de p) se llena con el resto en el que giran seis electrones. Ahora, cuando los electrones en un átomo están excitados, obtienen niveles de energía más altos. ahora, cuando pierden energía en forma de fotón, vuelven a su nivel de energía mínimo. El fotón liberado ahora tiene la energía igual a la diferencia del nivel de energía más alto al nivel de energía más bajo donde caen los electrones. Es posible que los electrones permanezcan en otros niveles de energía posibles mientras vuelven al nivel del suelo emitiendo múltiples fotones de diferentes energías. cuando estos fotones se clasifican en espectro, aparecen líneas brillantes en diferentes puntos.
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Ejemplo:
considere un solo átomo de hidrógeno, cuando se excita su electrón entrará en un nivel de energía más alto, pero cuando regrese a su estado fundamental, liberará fotones con energía igual a la diferencia de energía de ambos niveles. solo aparecerá una línea en el espectro. ahora considere dos átomos mientras está excitado permite que sus electrones produzcan fotones de la misma energía, nuevamente aparecerá una sola línea en el espectro pero con mayor intensidad. Ahora considere que dos átomos están excitados, el electrón de un átomo va directo al estado fundamental desde el nivel excitado liberando fotones de alta energía, mientras que el electrón de otro átomo pasa múltiples niveles de energía discretos antes de regresar al estado fundamental liberando múltiples fotones de diferentes energías. cuando se observa espectro, aparecerán múltiples líneas de diferentes frecuencias de acuerdo con sus energías. Ahora las líneas negras se deben a la ausencia de fotones de esas energías que se encuentran entre los niveles de energía discretos.
