В 1900г. немецким физиком-теоретиком Максом Планком была разработана теория, объясняющая особенности спектров нагретых тел. В основе этой теории лежала предпосылка, суть которой сводилась к тому, что в системе микрообъектов энергия поглощается и испускается не непрерывно, а ДИСКРЕТНО, отдельными мельчайшими неделимыми порциями КВАНТАМИ (фотонами).
Энергия кванта зависит от частоты излучаемого кванта. Математическое выражение этой зависимости называют УРАВНЕНИЕМ ПЛАНКА
где Е – энергия кванта; h – постоянная Планка, равная 6,626×10-34 Дж×сек; n — частота колебаний.
Таким образом, энергия системы микрообъектов может принимать только определенные значения, кратные числу квантов, или, как говорят, ЭНЕРГИЯ КВАНТУЕТСЯ.
Состояние атома с наименьшей энергией называют ОСНОВНЫМ, или нормальным. Состояние атома с большей энергией называют ВОЗБУЖДЕННЫМ. Это состояние атома, в отличие от основного, является неустойчивым.
Если учесть, что ядро атома значительно больше и тяжелее электрона, то его можно считать неподвижным и рассматривать энергетические изменения в атоме как изменения энергии электронов.
Тогда из теории Планка и спектральных данных следует вывод о том, что электроны в атомах могут обладать только строго определенными значениями энергии. Говорят, что в атомах существуют ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УРОВНИ
Поглощение энергии электроном (например, при нагревании) заставляет его перейти на более высокий энергетический уровень (). Затем возбужденный электрон может испустить энергию в виде кванта света (), и при этом перейти на один из энергетических уровней с меньшим значением энергии . Такое испускание энергии и приводит к появлению ранее уже упоминавшихся серий спектральных линий.