Eri aineiden on havaittu tuottavan erivärisiä liekkejä, kun niitä kuumennetaan ja aine höyrystyy. Menetelmä tunnetaan kemiassa liekkikokeina. Pelkän silmämääräisen värihavainnon perusteella aineen tunnistaminen on epävarmaa, mutta liekin emittoiman valon spektri voidaan mitata tarkemmin. Liekki on kuumaa kaasua. Sen havaitaan tuottavan viivaspektrin: valoa emittoituu vain tietyillä aallonpituuksilla. Spektroskopian kehittyessä 1800-luvulla havaittiin, että alkuaineiden emissioviivat ovat aineille ominaisissa kohdissa. Näin aine voidaan tunnistaa sen emittoiman säteilyn perusteella. Spektriviivojen perusteella on esimerkiksi havaittu tähtien koostuvan samoista alkuaineista, joita Maassakin esiintyy.

Eri alkuaineet emittoivat niille ominaisia yksittäisiä aallonpituuksia.

Vety on rakenteeltaan yksinkertaisin kaikista alkuaineista. Tämä näkyy myös sen emissiospektrissä. Vedyn spektriviivojen aallonpituudet noudattavat yksinkertaista matemaattista sääntöä, jonka keksi J.J. Balmer (1825–1898). Balmerin esittämän kaavan perusteella spektriviivat voitiin ennustaa hyvin tarkasti, mutta niiden syntyä ei osattu selittää. Nykyään spektriviivojen tiedetään liittyvän atomin rakenteeseen. Viivaspektrien selitys edellytti uudenlaista käsitystä aineen ja säteilyn luonteesta, mikä ei ollut vielä Balmerin elinaikana tiedossa.

Johann Balmer (Wikipedia)

Neonin, heliumin ja vedyn emissiospektrit näkyvän valon alueella.