宏觀中兩個帶異種電荷的微粒如果開始時相距一定的距離，不管它們質量怎樣、帶電量多少，如果它們不受其他外力的作用，僅在靜電力的作用下它們一定會沿著直線相互吸引在一起，而不會形成一個點電荷繞另一個點電荷旋轉的類原子系統。微觀粒子中原子核帶正電、電子帶負電，電子在原子核靜電引力作用下最終卻會形成圍繞原子核運動的原子系統，並不會落入原子核中，這是經典電磁理論無法解釋的：經典電磁理論認為電子由於繞原子核作加速運動將會不斷輻射電磁波導致能量減少並最終落入原子核中。實際上電子不會落入原子核中主要有兩點理由：一是電子被原子核靜電引力拉近時會不斷"裂變"放出光子獲得反衝從而避免落入原子核中。二是原子核和電子之間的磁力作用為電子繞原子核旋轉所需要的角速度提供了的來源。
第一節 原子結構模型的演變
人類對原子結構的認識是逐漸深入的。古希臘哲學家德謨克利特等人：萬物都是由一種叫做"原子"的微粒組成的。1808年，英國科學家道爾頓提出了原子是物質最小單元的概念，認為物質都是由原子直接構成的；原子是一個微小的不可分割的實心球體；同一類原子性質相同。
1897年，英國物理學家湯姆遜在低壓氣體的放電現象中發現了電子，並確定電子是原子的組成部分，電子的發現使人們認識到原子是由更小的粒子構成的。1904年湯姆遜提出原子結構的"蛋糕模型"，或者叫"西瓜模型"， 認為原子中的正電荷像蛋糕一樣均勻分佈，而電子則象棗一樣鑲嵌其中並按一定的幾何規律排列（或者像"西瓜子"一樣鑲嵌在帶正電的"西瓜瓤"中），當電子受到外界擾動時就會在平衡位置附近振動併發出特定波長的光子，由此解釋各種不同元素的原子能夠發出不同的光譜。
1909年，盧瑟福用a粒子轟擊金屬箔時發現：大部分a粒子都可以穿透薄的金屬箔而不改變方向，少數a粒子穿過金屬箔時其運動軌跡發生了一定角度的偏轉，個別的粒子則完全反彈回來。盧瑟福由此推測原子中大部分是空的，內部一定有一個帶正電的堅硬的核集中了原子絕大部分質量，a粒子碰到核上就會被反彈回來，碰偏了就會改變方向，發生一定角度的偏轉，因為原子核佔據的空間很小，所以大部分a粒子能穿透過去。1920年，盧瑟福提出了中子的概念，認為原子核是由質子和中子組成的，並於1931年得到證實。盧瑟福把太陽系和原子結構進行類比，提出了原子的行星模型。認為原子系統就象太陽系一樣，每個原子都有一個極小的核，這個核幾乎集中了原子的全部質量，並帶有若干個單位正電荷，原子核外有若干個電子繞核旋轉，處於核心位置的原子核靠其強大的靜電引力使電子圍繞它旋轉，因為原子核帶的正電荷數等於電子所帶的負電荷數，所以一般情況下，原子呈中性。
後來有人指出，根據經典電磁理論，電子圍繞原子核旋轉的過程是電荷做加速運動的過程，必然會放出電磁波，隨著電子不斷放出電磁波其能量不斷減小，電子必將沿著螺旋線落入原子核中，而事實上原子系統是相當穩定的；同時，由於電子沿著螺旋線落入原子核中，所以電子的軌道應該是連續變化的，所發出的光子的頻率也應該是連續變化的，但人們在觀測原子光譜時卻發現原子光譜往往是幾條獨立的譜線，這說明電子在原子中的穩定軌道不是連續的。基於上述原因，原子的行星模型遭到了否定。
1913年丹麥物理學家玻爾在行星模型的基礎上引入了普朗克的量子概念，提出分層原子結構模型。認為電子只能在原子內特定的穩定軌道上運動，當電子在這些可能的軌道上運動時既不發射也不吸收能量，只有當電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時才發射或吸收能量，而且發射或吸收的能量是特定的，發射的頻率和能量之間關係由 E=hv給出，h為普朗克常數。玻爾認為電子在一些特定的可能軌道上繞原子核作圓周運動，離核愈遠能量愈高，電子可能的軌道由電子的角動量必須是 h/2π的整數倍決定。玻爾的原子理論第一次將量子觀念引入原子領域，提出了定態和躍遷的概念，成功地解釋了氫原子光譜的實驗規律。但對於稍微複雜一點的原子如氦原子，玻爾理論就無法解釋其光譜規律。
1927年，奧地利物理學家薛定諤在德布羅意關係式的基礎上提出原子的電子雲模型（幾率說）。認為電子有波粒二象性，在某一瞬間，不可能做到既準確測定出電子在原子中的具體位置又準確測定出電子的運動速度，這就是有名的測不準關係。電子在原子核外很小的空間內作高速運動並沒有確定的軌道，我們不能同時準確地測定電子在某一時刻所處的位置和運動的速度，也不能準確描繪出它的運動軌跡；只能夠表示電子在一定時間內在核外空間各處出現的幾率。空間某個點的密度表示電子在該處出現機會的大小。密度大的地方，表明電子在核外該空間單位體積內出現的機會多；密度小的地方，表明電子在核外該空間單位體積內出現的機會少，電子就像雲霧一樣籠罩著原子核，不能把電子的運動看做一個具有確定座標的質點的軌道運動。
第二節 電子內部結構特點
我們認為：①電子的本質屬性是粒子性，電子具有特定的內部結構，可以吸收光子增大質量也可以放出
光子減少質量，並且這一過程可以無限次重複，所以處於原子束縛狀態下的電子質量並非一成不變的。②與原子核 "質量幻數"相似，電子也存在若干個不連續的結合能極大值――"質量幻數"，每個"質量幻數"對應於電子在原子中的一條穩定軌道。③電子離原子核越近質量越小、內部各部分結合的越緊密、"飢餓程度"越高因而其結合光子的能力越強；電子離核越遠質量越大、內部各部分結合的就越鬆散、"飢餓程度"越低、其結合光子的能力就越弱。④當電子與原子核在靜電引力作用下沿著直線相互靠近時，電子會通過"裂變"放出光子獲得反衝從而增大繞核速度，保證其不落入原子核中；電子在遠離原子核時又會迅速吸收光子增加質量為下一次"裂變"做好物質儲備。⑤雖然電子可以吸收光子增大質量，但是電子存在"臨界質量"，大於"臨界質量"的電子都是極不穩定的，將在極短時間內裂變放出光子並重新生成能夠穩定存在的質量較小的電子。
如果我們用橫座標表示電子的質量Ｍ，用縱座標表示電子內部的結合力Ｆ，則我們可以大致畫出電子質量內部結合力曲線圖。從圖中可以看出：電子離原子核越近質量越小、"飢餓程度"越高、內部結合力越大、吸收光子的能量越強；電子離原子核越遠質量越大、"飢餓程度"越低、內部結合力越小、吸收光子的能量越弱。電子存在若干個內部結合力較大的"質量幻數"，電子的每個"質量幻數"對應於電子在原子中的一條穩定軌道。處於遊離態的自由電子的質量較大、內部結合力較小，因而較不容易繼續吸收光子增大質量。下圖是我們畫出的電子在不同軌道上的質量大小示意圖（這裡應忽略原子核和電子的比例大小），可以看出，電子離原子核越近質量越小、電子離原子核越遠質量越大，當然了處於遊離態的自由電子的質量是最大的。
原子中的電子質量並非一成不變的。電子離原子核越近質量越小、內部各部分結合的越緊密、"飢餓程度"越高、吸收光子的能力也越強；電子離核越遠質量越大、內部各部分結合的就越鬆散、"飢餓程度"越低、吸收光子的能力也越弱。這一點很好理解，電子質量越小則其體積越小，各部分之間結合的就越緊密、"飢餓程度"越高、因而對光子的結合能力就越強；電子質量越大則其體積越大，各部分之間的距離也相應增大從而導致電子結合的越鬆散、"飢餓程度"越低、因而對光子的結合能力就越弱。現代物理學指出光子沒有靜止質量，這就誤導了許多人對電子"裂變"放出光子的認識，事實上電子"裂變"放出光子必然導致電子質量減小，電子吸收光子必然導致電子質量增大，這是我們正確認識電子在原子中運動規律的前提。
原子核的靜電引力是影響電子"裂變"的主要因素。原子核中質子和中子之間存在著非常強大的核力作用，同樣電子內部各部分之間也存在相互作用力，由於電子內部各部分之間的結合力不是很大（相對於原子核的核力而言），所以在原子核強大的靜電引力撕扯作用下，電子有"裂變"放出光子的可能。用辯證唯物主義的觀點來看：決定電子是否"裂變"放出光子有內因和外因兩種因素：內因是電子內部各部分之間的凝聚力（結合力），而外因則主要是原子核的靜電引力：原子核的靜電引力總是力圖撕扯並使電子發生形變━━進而迫使電子產生"裂變"放出光子，其作用結果是使電子離原子核更近、並使電子質量減小、體積減小，從而導致電子內部各部分結合得更加緊密，"飢餓"程度更高；而電子內部的凝聚力則總是力圖使電子凝聚成一個整體━━並儘可能地再吸收一個或多個光子，其作用結果是使電子的質量增加、體積增大，從而導致電子內部結合得更加鬆散，"飢餓程度"降低。也可以簡單地認為，
原子核的靜電引力總是使電子質量減小，而電子自身的凝聚力總是使其質量增大。電子存在"質量幻數"，每一個"質量幻數"對應於電子在原子中的一條穩定軌道。我們知道，原子核並不是一個勻質硬性小球而是有一定內部結構的，它是由質子和中子組成的，質量數為2、8、20、28、50、82、114、126、184等數量的原子核比較穩定，我們把這些數稱為"幻數"，而具有雙幻數的原子核則特別穩定。和原子核質量"幻數"相似，電子也存在著若干個"質量幻數"：電子自身的結合力並不是與其質量成比例變化的，或者說簡單的線性變化，一般而言電子質量越小其內部結合力越大，但總有特定質量的電子的結合力相當大，比其它質量電子的結合力大許多，我們把這些結合力相當大的質量相應地稱為電子"質量幻數"。電子有若干個內部結合力極大的質量（"質量幻數"）、處於"質量幻數"的電子結合光子的能力是很強的，每一個"質量幻數"往往對應於電子在原子中的一條穩定軌道。
電子對光子的吸收是有選擇的。既然處於原子核束縛狀態的電子是處於"飢餓狀態"的，那麼是不是電子可以吸收任意質量的光子呢？事實上並非如此，處於原子核靜電引力束縛狀態下的電子對光子的吸收是有選擇的。對於某個處於"飢餓狀態"的電子來說其具備吸收光子的能力，光子質量越小則其進入電子內部後引起的電子質量變化也越小，對整個電子內部各部分之間的平衡影響也越小，因而和電子之間的結合力也較大；反之，光子質量越大其進入電子內部後引起的電子質量變化也越大，對整個電子內部各部分之間的平衡影響也越大，因而和電子的結合力也越小；只有少數特定質量的電子和特定質量的光子之間結合力是極大的。
第三節 電子可以"裂變"放出光子獲得反衝作用
對處於遊離態的原子核和自由電子而言，它們一個帶正電一個帶負電，僅在靜電力作用下必然會相互吸引，隨著自由電子與原子核距離不斷縮小，自由電子受到的靜電引力也將迅速增大，必然導致在某一時刻自由電子內部結合力不足以抵禦原子核靜電引力對它的撕扯作用，此時電子就會"裂變"放出光子，而電子裂變放出光子以後其質量減小並獲得光子的反衝作用、同時內部結合力則迅速增大、能夠抵禦原子核靜電引力對它的撕扯作用，所以自由電子發生第一次"裂變"後會在光子的反衝作用下運動到離原子核較遠的穩定軌道上並停留在此軌道上。由於電子只有幾個特定的"質量幻數"，所以從自由電子到第一次裂變放出光子的方式是唯一的，自由電子裂變後必然處於內部結合力極大的"質量幻數"位置（因為其他質量的電子都是不穩定的）。
當已經發生過"裂變"的電子再次受到指向原子核的擾動作用而繼續靠近原子核時，隨著電子和原子核距離的繼續減小，必然導致電子受到原子核靜電引力撕扯作用增強，當某一時刻電子內部結合力小於原子核靜電引力撕裂作用時，電子就會再次裂變放出光子減小質量並再次獲得反衝、同時內部結合力也會迅速增大……在電子向原子核靠近的過程中，電子可能發生多次"裂變"，每次"裂變"後電子內部結合力都會增大、質量都會減小。因為原子核的靜電引力作用總是使電子裂變質量減小，離核越近電子受到的靜電引力越大，電子發生形變放出光子的可能性也越大，所以同一個電子在其處於穩定狀態時，離核越近質量越小，離核越遠質量越大，當然自由態的電子質量是最大的了。
第四節 電子和原子核之間的磁力作用為電子繞核旋轉提供了角速度
宏觀點電荷一定不能夠形成類原子系統。宏觀中兩個帶異種電荷的微粒如果開始時相距一定的距離，假設它們不受其他外力的作用，則不管它們質量怎樣、帶電量多少，僅在靜電力的作用下它們一定會沿著直線相互吸引在一起，而不會形成一個點電荷繞另一個點電荷旋轉的類原子系統。
電子繞原子核運動是需要角速度的。有人指出：電子繞原子核旋轉是需要一定角速度的，這個角速度從哪裡來？實際上這個問題早在幾百年前牛頓研究行星繞太陽運動時就曾經考慮過，牛頓發現萬有引力之後開始思考太陽系的形成，他認為在太陽系形成之初是上帝隨手推了一把，才導致太陽系的形成，如果沒有上帝的第一推動力，則行星僅在太陽引力作用下將會落入太陽裡，牛頓把這個推力稱作"上帝第一推動力"或者叫"上帝之手"， 牛頓堅信"上帝之手"的存在，並由此晚年滑向了神學的研究，實在很可惜。
通常導線之間的磁力作用。物理學家安培發現：通電導線會在其周圍空間產生磁場，電流方向不同產生的磁場方向也不相同，通電導線產生的磁場可用右手定則來確定。如果兩條通電導線距離足夠近，則這兩條通電導線形成的磁場會互相影響：通以相同方向電流的兩條平行導線會相互吸引，通以相反方向電流的兩條平行導線會相互排斥。如果兩條平行導線沒有通電（內部沒有電流）則不會產生相互影響。這個發現對我們研究原子系統提供了啟示。
假設原子核和電子開始時相距一定的距離並且相互靜止，在靜電力加速作用下它們將迅速相互靠近，而相向運動的原子核和電子相當於通以相同方向電流的兩條平行導線，它們之間會產生磁力作用並相互吸引，並且原子核和電子的相對速度越大則磁力作用就越大。於是：在靜電引力作用下原子核和電子相互靠近，而在磁力作用下原子核和電子開始相互圍繞旋轉運動，最終原子核和電子沿著螺旋線相互靠近並形成電子繞原子核旋轉的穩定的原子系統。這裡我們看到，
正是由於原子核和電子間的磁力作用提供了電子繞原子核旋轉的初速度，電子和原子核之間的靜電力將使它們沿著直線吸引在一起，而電子和原子核之間磁力使它們相互圍繞旋轉最終形成了原子系統。由於宏觀帶電微粒的荷質比遠遠小於電子和原子核的荷質比（具體小多少個數量級感興趣的朋友可以自己估算），所以在靜電力作用下宏觀帶電微粒間相向運動的速度很小，由此產生的磁力微不足道不足以影響宏觀帶電微粒的運動，所以通常情況下宏觀帶電微粒間總是沿著直線吸引在一起的。
電子沒有落入原子核的原因。那麼在靜電力和磁力作用下，電子為什麼不會落入原子核中呢？我們知道相距一定的距離的原子核和電子在靜電力和磁力作用下會沿著螺旋線相互靠近，在原子核靜電引力強大的撕扯作用下，電子將發生形變；當電子和原子核的距離足夠近時，電子必然會"裂變"放出光子獲得反衝並進一步加大了電子繞原子核運動的速度，此時由於電子繞核速度增大離心趨勢也增大因而會運動到離原子核更遠的地方，所以電子不會落入原子核中。當處於穩定軌道上的電子受到外界指向原子核的擾動時，比如我們對物質施加高壓必然會迫使電子靠近原子核運動，此時電子由於離原子核更近、受到的靜電力撕扯作用更大，為了"捨車保帥"電子會繼續裂變放出光子獲得反衝從而繼續增大電子繞核運動的速度，以此來繼續對抗原子核的靜電引力作用。在宏觀世界中，即使人為地讓一個帶電微粒圍繞另一個帶電微粒高速旋轉並形成類原子系統（雖然這很難做到），宏觀帶電微粒形成的類原子系統也是非常脆弱的，繞核旋轉的微粒無論是受到離核擾動還是近核擾動作用這個類原子系統都將分崩離析，主要原因就在於宏觀帶電粒子質量不會變化，不會改變質量以維持類原子系統的平衡。這裡我們不得不佩服物質世界的奇妙，微觀世界小小一個原子系統比我們強行用宏觀帶電微粒形成的類原子系統高級的多、也穩定的多。
電子在原子核中的運動。設某一時刻質量為M的電子在離核距離為R的軌道上穩定繞原子核旋轉(此時電子必定處於一個內部結合力較大的"質量幻數"峰值位置)，此時原子核靜電引力"撕扯作用"必定小於電子內部結合力，如果不受外界擾動這個平衡將一直保持下去。通常情況下電子總會不斷受到外界擾動（比如原子間的相互碰撞、光子對電子的碰撞等等），如果在某一瞬間電子受到質量為m的光子指向原子核的碰撞作用，因為在原子核靜電引力束縛下的電子始終是處於"飢餓狀態"的，所以在光子與電子相遇的瞬間電子會吸收光子增大質量並向著原子核運動，假設電子向著原子核運動的距離為r,則此時電子到原子核的距離（電子繞核半徑）為R-r,電子質量為M+ m的,由於電子質量增大其內部結合力必然迅速減小，而電子離核距離的減小必然導致原子核靜電引力對電子的撕扯作用迅速增大，如果電子內部結合力小於原子核靜電引力對電子的撕扯作用，則電子就會迅速"裂變"放出一個質量為m光子並獲得反衝回到原來離核較遠的軌道上。有人提出，質量為M+ m的電子裂變後為什麼不會放出其它質量的光子呢？這是因為電子在質量為M+ m和M－ m的質量區間中，只有一個結合能極大值－-對應的質量為M，換句話說只有質量為M的電子內部結合力才是足夠大的並且足以抵禦原子核的靜電引力撕扯作用，其他質量的電子都是不穩定的。
如果在某一瞬間電子受到質量為m的光子遠離原子核的擾動作用，由於電子處於"飢餓狀態"所以在光子與電子相遇的瞬間電子會吸收光子增大質量並遠離原子核運動。假設電子到達離原子核最遠處的距離為R＋r,電子質量為M+m,由於原先電子處於內部結合力極大的"質量幻數"峰值處、吸收光子後質量增大其內部結合力必然迅速減小，而電子離核距離的增加將導致原子核靜電引力對電子的撕扯作用也減小。如果質量為M+m的電子正好位於內部結合力較大的另一處峰值位置上，若此時原子核靜電引力對電子的撕扯作用小於電子內部的結合力，電子就會在新的、距離原子核為R＋r的軌道上穩定下來，表現為電子受到激發後躍遷；如果質量為M+m電子並沒有位於內部結合力較大的峰值位置上，則新的質量為M+m電子相對於原來質量為M的電子內部結合力將減小很多，如原子核靜電引力對電子的撕扯作用大於電子內部的結合力，電子同樣會放出質量為m的光子並重新回到原來的軌道上。
第五節 原子明線光譜和暗線光譜的形成
原子光譜的種類。原子光譜有兩種，分別是明線光譜（發射光譜）和暗線光譜（吸收光譜）。通常人們認為原子中的電子從離原子核較遠的軌道上回到離核較近的軌道上時會裂變放出光子，一個電子裂變就會發出一個光子，當大量受到激發的原子發出的光匯聚起來就會形成幾條特定的亮線，稱之為明線光譜或者發射光譜。
高溫物體發出的光（其中包含波長連續變化光）通過物質時,某些特定波長的光會被物質吸收，這樣在連續光譜的背景上出現相應的暗線或暗帶,這種光譜叫吸收光譜也叫暗線光譜。例如,讓弧光燈發出的白光通過溫度較低的鈉蒸氣（在酒精燈的燈芯上放一些食鹽,食鹽受熱分解就會產生鈉蒸氣）,然後用分光鏡來觀察,就會看到在連續光譜的背景中有兩條捱得很近的暗線，這就是鈉原子的吸收光譜。需要特別強調指出的是,各種原子的吸收光譜中的每一條暗線都跟該種原子的發射光譜中的一條明線相對應，這表明低溫氣體原子吸收的光,恰好就是這種原子在高溫時發出的光。因此,吸收光譜中的譜線（暗線）,也是原子的特徵譜線，只是通常在吸收光譜中看到的特徵譜線比明線光譜中的少。
原子吸收光譜（暗線光譜）的形成。前面我們分析指出，被原子核靜電引力束縛的電子是處於飢餓狀態的，它們的質量都比遊離態電子的質量小，內部結合力較大，對光子的親合力較強因而都有吸收光子的可能，但有可能吸收光子並不代表就一定會吸收光子，因為電子在原子中時刻受到原子核的靜電引力撕扯作用，這個撕扯作用總是使電子發生形變進而裂變放出光子。假設電子在某一條穩定軌道上的質量為M，此時電子一定是處於質量――結合能極大的峰值狀態，也就是說此時電子內部的結合能是很大的，如果電子吸收了一個質量為m的光子後形成質量為（M＋m）的新電子，此時這個新的質量為（M＋m）的電子如果不是處於質量――結合能曲線的另一個峰值上（這種情況經常發生，因為電子質量幻數只是特定幾個不連續的點），那麼這個新的質量為（M＋m）的電子的內部結合力就不會很大，甚至可能會比質量為M的電子內部的結合力小很多很多（甚至有可能小几個數量級），正因為這個新的質量為（M＋m）的電子內部結合力不足以抵禦原子核靜電引力的撕扯作用，所以這個新生成的電子是不穩定的，必將迅速"裂變"放出質量為m的光子。如果這個作用時間極短，從另一個角度來說就可以認為電子吸收不了這個質量為m的光子，可以認為電子幾乎不吸收此類光子。
根據電子的質量－－結合能曲線我們知道，對於處於某一條特定軌道上的特定質量的電子來說，它只能吸收一種或者幾種特定質量的光子。舉例來說，設開始時電子在離核最近的軌道上質量為10000，光子的質量可以從1到1000連續變化，而電子結合能極大值對應的幾個質量幻數分別是10000、10030，100080，10160，10330等，若此時有自然光－－質量（能量）連續變化的光子（其質量從到1到1000連續變化）照射到原子上，那麼此時電子最可能吸收哪些質量的光子呢？顯然電子對質量為30、80、160、330的光子吸收率最高。因為電子和這些光子結合後形成的電子質量分別是10030、10080、10160、10330，這些電子比較穩定、內部結合力足夠大，足以抵禦原子核的靜電引力作用。這樣從1到1000的連續光經過原子後，連續光譜中會出現幾條暗線，這些暗線對應的光子質量為30、80、160、330。
繼續前面的討論，當一束光經過原子時，電子只會吸收質量為30、80、160、330的光子，對於其它質量的光子，電子基本上不會吸收，或者說吸收率極低。當電子吸收了質量為30、80、160、330的光子後，形成的新電子的質量分別是10030、10080、10160、10330等，而質量為10030的電子又會吸收質量為50、130、300的光子，質量為10080的電子會吸收質量為80和250的電子，質量為10160的電子會吸收質量為170的電子，最終，質量為10000的電子可以吸收質量為30、80、160、330、50、130、300、250、170的光子。
電子對不同質量的光子的吸收率是不同的。在一群原子處於基態時，絕大部分是處於基態的，基態的電子對質量為30、80、160、330的光子吸收能力強，而質量為10030、10080、10160、10330電子則是由基態電子吸收光子後產生的，其數量必然遠遠小於處於基態的電子的數量，所以這一部分電子吸收的質量為50、130、300、250、170的光子數目也必然較少，如果電子吸收的光子數目非常少的話，則不足以在明亮的背景中形成暗線，此時這條"暗線"我們就觀測不到了。這就是為什麼原子的吸收光譜中暗線條數少於明線光譜中亮線條數的原因。
這裡還有一個問題值得我們注意，那就是既然原子中的電子可以吸收質量為30、80、160、330的光子，那麼如果有兩個質量分別是10和20的光子同時與電子作用，會不會被電子吸收呢？理論上是可以的。同樣的道理，兩個質量分別是20和60的光子與電子作用也可以被電子吸收，也就是說：如果電子同時吸收了兩個光子並且此時的電子質量恰好處於質量－結合能曲線的峰值時，則電子會同時吸收這兩個光子形成新的質量更大、並且能夠穩定存在的電子。同樣的道理，電子也能夠同時吸收三個或者三個以上的光子。這裡我們所指的能夠吸收並不代表電子就一定吸收兩個或者兩個以上的光子，因為這個概率實在是太小了，在一般的討論中我們可以忽略不計。這樣看來，原子的吸收光譜中的暗線實際上是電子吸收概率較大的光子對應的譜線，實際上電子對各種能量的光子都有一定的吸收率，只不過對特定質量的光子的吸收率遠遠大於一般質量的光子而已。
（三）原子發射光譜――明線光譜的形成。接前面的假設，如果一群電子被激發以後，電子對質量為30、80、160、330的光子的吸收率大大高於電子對其它質量光子的吸收率，並且因為電子在吸收了上述質量的光子後是比較穩定的，它在新軌道上的存活時間也比較長，所以一群電子被激發以後，質量為10030、10080、10160、10330的電子數目總要多於其它質量的電子數，當然了，電子裂變後的產物－－質量為30、80、160、330的光子數目也遠遠多於其它質量的光子數量，正因為如此，原子的發光光譜中總有特定的譜線特別亮，形成我們所說的明線光譜。
如上圖所示，為了簡單起見，我們設電子在R1、R2、R3、R4、R5、軌道上的質量分別為10000、10030，100080，10160和10330，當然可能電子質量的變化不會有這麼大，這裡我們僅僅為了討論問題的方便姑且這麼假設。那麼處於R5軌道上的電子能夠輻射出幾種光子呢？顯然當它受到指向原子核的擾動時，可以躍遷到R4、R3、R2、R1軌道上，則它可能放出的光子質量分別為170、250、300和330這4種光子。
同樣，處於R4軌道上的電子也可能躍遷到R3、R2、R1軌道上，所以處於R4軌道上的電子可能放出的光子質量為80、130和160這3種光子。
處於R3軌道上的電子也可能躍遷到R2和R1軌道上，所以處於R3軌道上的電子可能放出的光子質量為50和80這2種光子。
處於R2軌道上的電子只可能躍遷到R1軌道上，所以處於R2軌道上的電子只能放出的光子質量為30的1種光子。
處於R1軌道上的電子因為是最內層電子，所以它不會發生躍遷。
那麼處於R5軌道上的電子最多可能放出幾種光子呢？顯然它可能直接躍遷到R4、R3、R2、R1，但是當電子到了R4、R3、R2上時還可能發生二次甚至三次近核躍遷，則它可能放出的光子為4+3+2+1＝10種，也就是說，如果大量原子被激發到R5軌道上時可能形成10條明線光譜譜線。
同樣，處於R4軌道上的電子最多可能放出3+2+1＝6種光子，可能形成6條明線光譜譜線。
處於R3軌道上的電子最多可能放出2+1＝3種光子可能形成3條明線光譜譜線。
處於R2軌道上的電子最多可能放出1種光子可能形成1條明線光譜譜線。
處於R1軌道上的電子因為不會再向內躍遷，故不會放出光子也不會形成明線光譜譜線。
最後，我們的結論是：原子中的電子能夠吸收特定能量的光子，也可以放出特定能量的光子，由於電子對特定質量光子的吸收率大於其它光子，所以在原子的吸收光譜中總有幾條特定的譜線顯得較暗，形成暗線光譜；當大量原子發光時，電子放出特定質量光子的數量往往大於其它質量的光子的數量，所以在原子的發射光譜中總有幾條特定的譜線顯得較亮。
根據電子在不同軌道上的質量可以畫出電子在不同軌道上的質量示意圖，如上圖：處於自由狀態的電子質量最大，而處於原子核靜電引力束縛作用下的電子質量較小，並且電子離核越近其質量也就越小，電子離核越遠其質量越大。顯然，電子質量變化主要是通過吸收或者放出光子形成的。這就是說，內層電子可以吸收一個光子躍遷到外層軌道上，外層電子可以裂變放出光子回到內層軌道上，這個過程能夠無限次重複。由於電子時刻不停地與光子作用，所以電子的質量也在時刻不停地變化著，當然原子的質量也在不停地變化著，由於電子只佔原子質量的很小一部分，所以電子質量改變目前還沒有引起我們足夠的重視，但在理論上應該是可以測出這個改變的。
綜上所述，處於遊離態的電子質量最大，但其內部結合力最小因而也最容易發生裂變。當一個遊離態的電子和一個原子核相遇時，在靜電引力作用下它們開始沿直線相互吸引靠近，當它們之間的距離足夠小時原子核的靜電引力撕裂作用足夠強，此時電子會發生第一次裂變，電子裂變放出光子後獲得了反衝並被迅速推到離核較遠的地方，同時由於原子核和電子之間存在磁力作用，這個磁力作用使電子沿著圓形軌道運動並形成穩定軌道；若因為某種原因使電子受到了指向原子核的擾動作用並且繼續靠近原子核，當電子運動到離原子核更近的地方時，它會發生第二次裂變，放出光子後電子又將被反衝作用迅速推到離原子核較遠的地方，由於這一次電子和原子核之間的距離更小，原子核的靜電引力對電子的撕裂破壞作用也更強，所以電子裂變放出光子的質量也更大，電子獲得的反衝也將更大。顯然在強大外力作用下電子還可能繼續向原子核靠近，它會繼續發生第三次、第四次……第N次裂變，並且電子一次裂變比一次裂變放出的光子能量大，獲得的反衝作用也越來越大。當然了，當電子發生了第N次裂變後，由於電子和原子核之間的距離最近，原子核靜電引力對電子的束縛作用足夠強，此時電子的狀態就較難改變了。對於不同的原子核來講，原子核所帶電量越大則其靜電引力也越大，對電子的撕裂作用也越強，所以核電荷數越多的原子核越能使電子發生更多次裂變，從而形成更多的譜線。
