Если вещество находится в таких условиях, при которых возможно поглощение энергии, например при высокой температуре или под действием электрического разряда, то следует предполагать, что электроны, которые нормально находятся в своем наинизшем (основном) энергетическом состоянии, будут поглощать энергию и переходить в состояния с более высокой энергией. Последние называются возбужденными состояниями атома. При спонтанном возвращении электронов из высших состояний в низшие должно происходить освобождение определенных количеств энергии, причем каждый такой переход дает спектральную линию определенной частоты (фиг. 22).
Поскольку в каждом атоме может существовать много различных состояний, то может наблюдаться множество линий. Можно предположить, что атомы с высоким атомным номером, которые имеют большое число электронов, дадут чрезвычайно сложные спектры. Это не совсем верно, так как было установлено, что лишь несколько (обычно один, два или три) внешних электронов участвует в образовании обычных, или оптических, спектров. Однако даже такого небольшого числа электронов достаточно для того, чтобы внести много усложнений.
Предположим, например, что разность энергий между двумя электронными состояниями, участвующими в некотором переходе, равна 2 эв; из уравнения (4. 5) следует, что длина волны испускаемого излучения должна быть равна 0, 62-104 см, или 6200 А. Эта длина волны соответствует линии, лежащей в видимой области спектра. Большее значение разности энергий будет означать более короткую длину волны, и соответствующие спектральные линии могут лежать и в ультрафиолетовой области.
Согласно общепринятым в то время взглядам, новые идеи Бора были противоречивыми, так как он был вынужден сделать два допущения. Первое, пользуясь его собственными словами, заключалось в том, что «динамическое равновесие систем в стационарных состояниях можно рассматривать при помощи обычной механики»; согласно второму допущению, «переход системы между двумя различными стационарными состояниями. . . сопровождается испусканием однородного излучения, для которого соотношение между частотой и величиной испускаемой энергии определяется теорией Планка. . .
Второе допущение, очевидно, противоречит обычным представлениям электродинамики, однако оно необходимо для объяснения экспериментальных фактов».