在这里, h 是普朗克常数,而 E i 和 E f 分别是初始和最终轨道能量。使用能量差的绝对值,因为频率和波长始终为正。玻尔不考虑连续的能量值,而是假设对这些电子轨道的能量进行了量化。
在该表达式中, k 是一个常数,包括基本常数,例如电子质量和电荷以及普朗克常数。将轨道能量的表达式插入到Δ E 的方程中,得出
物理学的基本定律之一是,物质以最小的能量最稳定。因此,氢原子中的电子通常在 n = 1轨道(该轨道具有最低的能量)中运动。当电子处于该最低能量轨道时,该原子被称为处于其基态电子状态(或简称为基态)。如果原子从外部源接收能量,则电子可能会移动到具有更高n值的轨道,并且原子现在处于具有更高能量的激发电子态(或简称为激发态)。当从激发态(能量轨道较高)到激发态较少或基态的电子跃迁发生时,能量的差异会作为光子发射出去。类似地,如果光子被原子吸收,则光子的能量会将电子从能量较低的轨道向上移动到能量更高的轨道。我们可以将原子中电子的能量与我们先前了解的能量联系起来。能量守恒定律说,我们既不能创造也不能摧毁能量。因此,如果需要一定量的外部能量将电子从一个能级激发到另一个能级,则当电子返回其初始状态时,该能量将被释放。