Существование спектральных серий у водорода объясняется тем, что электрон совершает переходы между двумя энергетическими уровнями в атоме. 4

Атом водорода состоит из электрона, вращающегося вокруг ядра — протона. 1 Сила электромагнитного взаимодействия между электроном и протоном порождает набор дискретных квантовых состояний электрона, каждое из которых имеет свою определённую энергию. 1 Эти состояния изображаются в боровской модели как отдельные орбиты электрона вокруг протона. 1 Каждой орбите или состоянию атома соответствует целое число n, называемое главным квантовым числом. 1

Излучение на частотах спектральных линий происходит, когда электрон переходит из более высокого энергетического состояния в более низкое. 1 Энергия излучённого фотона соответствует разности энергий этих двух состояний. 1 Так как энергия каждого состояния всегда одинакова, разница между ними тоже всегда одинакова и переход всегда будет излучать фотон с постоянной энергией, то есть с постоянной длиной волны. 1