Э лектронтыныштықта болатын, ал ядроэлектронды айнала дөңгелек орбита бойымен қозғалатын координаттар жүйесіне көшейік. 1-сурет магниттік моменті бар бөлшекті магнит өрісіне орналастырғанда, ол ∆E=-( ) қосымша энергия қабылдайды. ∆Е энергияны магниттік моментке ие және магнит өрісінде тұрған электрон үшін есептейік:
Еn энергия деңгейлерiнiң орналасу заңдылығы сутегi атомында ең қарапайым. Сутегi атомының термi (Т(m)=R/m2 және Т(n)=R/n2) формуласымен өрнектеледi. Демек, энергия мәндерiнiң дискреттi жиыны, яғни сутегi атомының энергетикалық спектрi мына формуламен анықталады:
мұндағыA=hcRэнергетикалық тұрақты; 1, 2, 3,... мәндерiн қабылдайтынnсаны бас кванттық сан деп аталады. Ол сутегi атомының энергия деңгейлерiн анықтайды. Энергияның терiс таңбалы болуы атомдағы электронның байланысқан күйде тұрғандығын көрсететiндiгi жайында айтылған болатын. Сутегi атомындағы электрон энергиясының ең аз мәнiне (байланыс энергиясының ең үлкен шамасына) n=1 саны сәйкес келедi. nболғанда энергияЕn0 болады. Бұл электронның шексiздiктегi тыныштық күйiне сәйкес келедi. nсаны өскенде көршi энергия деңгейлерiнiң ара қашықтығы кемидi және нөлге асимптотикалық ұмтылатын болады. Бұлnкванттық санының мәндерi үлкен болған жағдайда энергияның үздіксiз дерлiк өзгеретiндiгiн, алnкiшi болған жағдайда энергия мәндерi секiрмелi түрде өзгеретiндiгiн көрсетедi.
(3.10) формула сутегi атомының энергия деңгейлерiн анықтайды. Осы формула бойынша 3.2-суретте сутегi атомының энергия деңгейлерiнiң диаграммасы тұрғызылған. n=1 болатын күй негiзгi, немесе қалыпты күй. Қалған күйлер ( болатын жағдайлар) атомның қозған күйлерi. шамасы атомға оның электронын E=0 күйге ауыстыру үшін, яғни электронның атомнан жұлынып шығарылуы үшін қажеттi ең аз энергия. Бұл атомның ионданғандығын көрсетедi. Егер атом қозған E2 күйде тұрған болса, онда ол негiзгi күйге энергиясы hv=E2-E1 фотон шығарып барып ауысады. Осы сәуленiң толқындық саны Лайман сериясының бас сызығына сәйкес келедi. Басқа қозған энергия деңгейлерiнен негiзгi деңгейге ауысқанда Лайман сериясының барлық сызықтары пайда болады. Сутегi атомы энергиялары Е3, Е4, Е5,... қоздырылған күйлерден E2 қоздырылған деңгейге ауысулар жасағанда Бальмер сериясы пайда болады. Сутегi атомының басқа сериялары да осыған ұқсас пайда болады.
