1. Электрон может вращаться не по любым орбитам, а только по орбитам с определенными радиусами, отвечающим возможным значениям энергии атома.

2. При вращении по таким орбитам электрон не излучает энергии и атом находится в стационарном (т. е. неизменяющемся во времени) состоянии. Излучение или поглощение энергии атомом происходит только при переходе электрона с одной орбиты на другую.

Так как электрон притягивается ядром, то переход на орбиту с меньшим радиусом сопровождается выделением некоторого количества энергии, а переход на орбиту с большим радиусом может происходить только при поглощении атомом соответствующего количества энергии.

3. Энергия, выделяющаяся или поглощаемая при переходе электрона с одной орбиты на другую, равна разности между количеством энергии электрона в начальном и конечном состояниях.

Выделение или поглощение энергии при переходах электронов может происходить только в форме монохроматических электромагнитных колебаний, т. е. электромагнитных колебаний, обладающих определенной для данного сочетания орбит длиной волны λ.

Частота электромагнитных колебаний ν, поглощаемых или излучаемых атомами при таких переходах электронов, пропорциональна изменению энергии ∆Е атома, причем коэффициент пропорциональности является универсальной постоянной — одной из основных постоянных современной физики. Он получил название элементарного кванта действия (постоянной Планка), обозначается через h и равен 6,6256-10~²⁷ эрг-с.

Обозначим через Е₁ и Е₂ энергию до и после рассматриваемого перехода электрона и через ∆Е их разность. Тогда допущение о монохроматичности колебаний можно выразить равенством

∆Е = Е₁ — Е₂ = hν (1,1)

которое называется условием частот.

Частота колебаний ν = с/λ, где с — скорость света в пустоте равная 3•10¹⁰ см/с (точнее, 2,997925-10¹⁰ см/с).

Кроме частоты колебаний ν (для характеристики) электромагнитных колебаний применяют другую величину ν', называемую волновым числом. Частота колебании ν равна числу колебаний в единицу времени (в 1 с), а волновоечисло ν ' равно числу колебаний на единицу пути (в единицах СИ — на 1 м). Они связаны равенством ν = cν¹. Иначе говоря, ν' = 1/λ. В этих равенствах все величины должны выражены в одной системе единиц.

Глаз человека воспринимает только очень малую часть всего спектра. Так называемый видимый свет охватывает колебания с длинами волн от 3960 до 7600 А (ангстрем). За пределами его в области колебаний меньшей частоты располагаются инфракрасные лучи с длиной волн до десятых долей миллиметра, переходящие в радиоволны, применяемые в радиовещании; длина радиоволн измеряется уже сантиметрами, метрами, сотнями и тысячами метров. Первоначально радиоволны не находили непосредственного применения при исследовании строения атомов и молекул, но в настоящее время радиоспектроскопия все шире начинает использоваться, в особенности микроволновая спектроскопия.

В области колебаний меньшей длины волны, чем колебания видимого света, располагаются сначала ультрафиолетовые лучи с длинами волн примерно до 100 А, затем рентгеновские лучи — до 0,1 А и еще дальше -γ-лучи, излучаемые при радиоактивных превращениях и других процессах, протекающих в атомных ядрах.

Энергия электромагнитных колебаний прямо пропорциональна их частоте. Поэтому чем меньше длина волны колебаний, тем больше их энергия. Для видимой части спектра это проявляется в более сильном химическом действии фиолетовой части спектра по сравнению с красной. Этим различиям в энергии соответствует и различие в происхождении колебаний разных областей спектра и в характере действия их.