La luz que está viendo no tiene nada que ver con la ionización.
Cuando observa los espectros de llamas, observa lo que sucede después de que un electrón se excita a un nivel de energía más alto y vuelve a caer a un nivel de energía más bajo. Hay muchos niveles superiores en todos los elementos. Los electrones pueden ganar energía y estar excitados. La ionización no es lo único que puede suceder. Verá, todos los orbitales están presentes en todos los átomos. Solo están vacíos. Los electrones en un elemento generalmente están en el orbital de energía más baja, a menos que ganen energía primero, como sucede en la prueba de llama. Pronto pierden energía en forma de luz visible que viste en la prueba de llama.
Entonces, así como hay muchos niveles de energía en los que un electrón podría estar cuando está excitado, hay muchas, muchas transiciones posibles que puede hacer cuando el electrón pierde energía y vuelve a su estado fundamental.
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Ahora algunas de estas transiciones estarán en la región ultravioleta. Algunos corresponderán a frecuencias en la región visible, y esta es la luz que ves. Algunos corresponderán a las frecuencias en la región infrarroja.
Este artículo sobre el espectro del hidrógeno le dará más información.
Serie espectral de hidrógeno – Wikipedia
En particular, mire el diagrama circular donde cada círculo representa un nivel de energía al que se puede promover el electrón.
Cuando los electrones vuelven al nivel 1, la transición es parte de la serie Lyman y en la región ultravioleta. Cuando el electrón vuelve al nivel 2, desde cualquiera de los niveles superiores, está en el rango de luz visible y se llama la serie Balmer.
Todo esto es similar para otros elementos. Solo puede ver la luz visible emitida, no cualquiera del otro espectro de em.
