Kiedy ciała stałe, ciecze lub skondensowane gazy są wystarczająco podgrzane, wypromieniowują część nadmiaru energii w postaci światła. Fotony wytworzone w ten sposób mają zakres energii, a tym samym wytwarzają ciągłe widmo, w którym obecny jest nieprzerwany szereg długości fal.

W przeciwieństwie do widm ciągłych, światło może również występować jako widma dyskretne lub liniowe o bardzo wąskich szerokościach linii przeplatających się w obszarach widmowych. Wzbudzenie gazu przy niskim ciśnieniu cząstkowym za pomocą prądu elektrycznego lub podgrzanie go spowoduje wytworzenie widm liniowych. W ten sposób działają żarówki fluorescencyjne i neony. Każdy pierwiastek ma swój własny charakterystyczny zestaw linii, podobnie jak cząsteczki, chociaż ich widma są na ogół znacznie bardziej skomplikowane.

Każda linia emisyjna składa się z pojedynczej długości fali światła, co oznacza, że światło emitowane przez gaz składa się z zestawu dyskretnych energii. Na przykład, gdy wyładowanie elektryczne przechodzi przez rurkę zawierającą wodór pod niskim ciśnieniem, cząsteczki_H2 są rozbijane na oddzielne atomy H i obserwuje się niebiesko-różowy kolor. Przepuszczenie światła przez pryzmat wytwarza widmo liniowe, co wskazuje, że światło to składa się z fotonów o czterech widzialnych długościach fal

Pochodzenie dyskretnych widm w atomach i cząsteczkach było niezwykle zagadkowe dla naukowców pod koniec XIX wieku. Zgodnie z klasyczną teorią elektromagnetyczną należy obserwować tylko widma ciągłe. Inne dyskretne linie dla atomu wodoru znaleziono w obszarach UV i IR. Johannes Rydberg uogólnił pracę Balmera i opracował wzór empiryczny, który przewidywał wszystkie linie emisyjne wodoru, a nie tylko te ograniczone do zakresu widzialnego, gdzie n₁ i n₂ są liczbami całkowitymi, n₁ < n₂

Jeszcze pod koniec XIX wieku spektroskopia była bardzo precyzyjną nauką, a więc długości fal wodoru były mierzone z bardzo dużą dokładnością, co oznaczało, że stałą Rydberga można również bardzo precyzyjnie wyznaczyć. To, że tak prosta formuła, jak formuła Rydberga, może wyjaśnić tak precyzyjne pomiary, wydawało się zdumiewające w tamtym czasie, ale to ostateczne wyjaśnienie widm emisyjnych przez Neilsa Bohra w 1913 roku ostatecznie przekonało naukowców do porzucenia fizyki klasycznej i pobudziło rozwój nowoczesnej mechaniki kwantowej.

Ten tekst został zaadaptowany z Openstax, Chemia 2e, Sekcja 3.1: Energia elektromagnetyczna.