Jabarkan , dari Spektrum pancar

dengan  adalah energi foton,  adalah frekuensi, dan  adalah konstanta Planck.

Ini menyimpulkan bahwa hanya foton dengan energi tertentu yang dipancarkan oleh atom. Prinsip dari spektrum emisi atom menjelaskan beragam warna papan neon, serta hasil uji nyala bahan kimia (dijelaskan di bawah).

Frekuensi cahaya yang dapat dipancarkan oleh atom bergantung pada keadaan elektron di dalamnya. Ketika tereksitasi, sebuah elektron berpindah ke tingkat energi atau orbital yang lebih tinggi. Ketika elektron jatuh kembali ke keadaan dasar, ia memancarkan cahaya.

Gambar di atas tersebut menunjukkan spektrum emisi hidrogen sinar tampak. Jika hanya satu atom hidrogen yang ada, maka hanya satu panjang gelombang yang akan teramati pada saat tertentu. Beberapa kemungkinan emisi teramati karena sampel mengandung banyak atom hidrogen dengan keadaan energi awal yang berbeda dan mencapai keadaan energi akhir yang berbeda pula. Kombinasi yang berbeda ini menyebabkan emisi simultan pada panjang gelombang yang berbeda.