Когда атом переходит из возбужденного состояния с энергией в основное состояние с энергией , он излучает фотон. Частота этого фотона определяется разностью энергий между этими двумя состояниями.
Энергия фотона связана с его частотой через уравнение Планка:
где — постоянная Планка Дж·с).
Разность энергий между возбужденным состоянием и основным состоянием равна энергии излучаемого фотона:
Поскольку энергия фотона равна , мы можем записать:
Отсюда частота фотона:
Таким образом, частота фотона, излучаемого при переходе атома из возбужденного состояния с энергией в основное состояние с энергией , равна:
Эта формула позволяет вычислить частоту фотона, если известны энергии двух состояний атома и постоянная Планка. Этот процесс является основой для понимания спектральных линий, излучаемых атомами, и играет важную роль в спектроскопии и квантовой механике.