Vào đầu thế kỉ XX, các nhà vật lí đã khám phá ra một số hiện tượng mà vật lí cổ điển không thể giải thích một cách thỏa đáng như hiện tượng các chất khí (hydrogen và các ion tương tự) khi hấp thụ năng lượng sẽ phát ra quang phổ vạch gồm các vạch màu riêng lẻ (Hình 9.1). Ngoài ra, mô hình hành tinh nguyên tử của Rutherford cũng không thể giải thích được vì sao các electron mang điện tích âm chuyển động tròn quanh hạt nhân mang điện tích dương lại không mất năng lượng và rơi vào trong hạt nhân. Mô hình nguyên tử do nhà vật lí người Đan Mạch Niels Bohr (Nây Bo) (Hình 9.2) đề xuất đã giải quyết được những vấn đề trên

Sử dụng sơ đồ ở Hình 9.3, tính năng lượng cần thiết để nguyên tử hydrogen chuyển từ trạng thái cơ bản đến trạng thái có năng lượng bằng 0 (năng lượng ion hoá nguyên tử).

Quan sát các mức năng lượng của nguyên tử hydrogen ở Hình 9.3 và cho biết nếu cung cấp một năng lượng bằng 12,09 eV cho nguyên tử hydrogen đang ở trạng thái cơ bản thì nguyên tử này sẽ chuyển lên trạng thái kích thích tương ứng với mức năng lượng nào. Sau đó, nguyên tử hydrogen có thể phát xạ các photon có bước sóng bằng bao nhiêu?

Quan sát Hình 9.1 và 9.6, so sánh quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử hydrogen và neon về số lượng vạch.

So sánh số vạch và vị trí của các vạch phổ phát xạ (Hình 9.7a) và các vạch phổ hấp thụ (Hình 9.7b) của nguyên tử hydrogen.

So sánh quang phổ vạch phát xạ và quang phổ vạch hấp thụ của mỗi chất khí.

Quan sát quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử hydrogen (H) (Hình 9.7a), quang phổ vạch phát xạ của nguyên tử sodium (Na) (Hình 9.8a) và quang phổ của ánh sáng mặt trời thu nhận được từ mặt đất (Hình 9.8b). Giải thích sự xuất hiện các vạch tối trên nền màu liên tục trong Hình 9.8b. Vì sao từ các vạch tối này, ta có thể khẳng định trong khí quyển quanh Trái Đất có tồn tại nguyên tử hydrogen (H) và nguyên tử sodium (Na).

Sử dụng các giá trị của các mức năng lượng của nguyên tử hydrogen trong Hình 9.3 để tính các bước sóng do nguyên tử này phát xạ khi thực hiện các chuyển dời từ các mức năng lượng E3, E4, E5 và E6 về mức năng lượng E2.

Để nguyên tử hydrogen đang ở trạng thái cơ bản có thể phát xạ được sáu vạch quang phổ, cần phải cung cấp năng lượng để nguyên tử này chuyển dời lên mức kích thích nào? Vẽ sơ đồ dịch chuyển giữa các mức năng lượng.