Emissio ja absorptio
Koska vetyatomin elektronin energialla on vain tiettyjä arvoja, se voi siirtyä yhdestä energiatilasta toiseen vain saamalla tai luovuttamalla juuri sopivan energian. Energian suuruus on yhtä suuri kuin tilojen energioiden erotus. Tämä energia saadaan absorboimalla fotoni tai luovutetaan emittoimalla fotoni. Energian ja aallonpituuden välisestä yhteydestä [[$E=\dfrac{hc}{\lambda}$]] seuraa, että fotonin aallonpituudella on myös tietyt arvot. Siirtymistä ylemmälle energiatilalle kutsutaan virittymiseksi ja siirtymistä takaisin alemmalle energiatilalle viritystilan purkautumiseksi.
Virittymiseen vaadittuja tai viritystilan purkautumisessa vapautuvia energioita on helppo määrittää, kun ensin on määritetty siirtymään liittyvien energiatilojen arvot. Oheiseen kaavioon on merkitty kaavalla [[$E_n=-\dfrac{1}{n^2}\cdot 13,6\text{ eV}$]] laskettuja energiatiloja. Tarkastellaan, millainen fotoni tarvitaan virittämään perustilassa oleva vetyatomi ensimmäiselle viritystilalle.
Fotonin energian on oltava
[[$ \quad E_\text{fotoni}=E_2-E_1=-3,4\text{ eV}-\left(-13,6\text{ eV}\right)=10,2\text{ eV}$]].
Lasketaan tätä vastaava aallonpituus: [[$E_\text{fotoni}=\dfrac{hc}{\lambda}$]], joten
[[$ \quad \lambda=\dfrac{hc}{E_\text{fotoni}}=\dfrac{4,136\cdot 10^{-15}\text{ eVs}\cdot 2,998\cdot 10^8\text{ m/s}}{10,2\text{ eV}}=1,215\dotso\cdot 10^7\text{ m}\approx 122\text{ nm}$]]
Tämä on ultraviolettisäteilyä. Jos vetyatomiin kohdistuu juuri tällaista säteilyä, säteily absorboituu vetyatomiin ja elektroni virittyy. Vastaavasti viritystilan purkautuessa vetyatomi emittoi tätä aallonpituutta olevan fotonin.
Emittoituvan tai absorboituvan fotonin aallonpituus
Fotonin energian täytyy olla yhtä suuri kuin elektronin kahden energiatilan erotus: [[$E_\text{fotoni}=\Delta E$]]
Fotonin aallonpituus ratkaistaan energiaerotuksesta fotonin energian ja aallonpituuden välisen yhteyden avulla.
[[$\quad E_\text{fotoni}=\dfrac{hc}{\lambda}$]]
[[$ \quad \lambda=\dfrac{hc}{\Delta E}$]]