ในการศึกษาโครงสร้างของอะตอม เพื่อต้องการทราบว่าอิเล็กตรอนที่อยู่รอบนิวเคลียสอยู่ในลักษณะ ใดนั้น  นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาเปลวไฟฟ้าจากการเผาสารต่างๆ และศึกษาสเปกตรัม โดยเครื่องมือที่เรียกว่า สเปกโตรสโคป ซึ่ง กุลตาฟ  คีร์ชฮอฟฟ์ นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันได้  ประดิษฐ์ขึ้น ในปี ค.ศ. 1854 ภายใน สเปกโตรสโคปจะมีปริซึมรูปสามเหลี่ยมซึ่งทำหน้าที่แยกสีต่างๆ ออกจากกันตามความยาวคลื่น
                เปลวไฟที่เกิดจากการเผาสาร เมื่อมองด้วยตาเปล่ามักจะเห็นเพียงสีเดียว ซึ่งเป็นสีที่เห็นเด่นชัดที่สุด  แต่เมื่อใช้สเปกโตรสโคปส่องดูเปลวไฟจะมองเห็นเป็นเส้นสเปกตรัมสีต่างๆหลายเส้น แต่เส้นสเปกตรัมที่เด่นชัด จะมีความเข้มของสีมากที่สุดและจะมีสีเดียวกับสีของเปลวไฟที่มองเห็นด้วยตาเปล่า 

ตัวอย่างสีของเปลวไฟและสีของเส้นสเปกตรัมที่ได้จากการเผาสาร

การใช้แบบจำลองอะตอมของโบร์อธิบายอะตอมของไฮโดรเจน

                อะตอมของไฮโดรเจนมีอิเล็กตรอน 1 ตัว  ในภาวะปกติ อิเล็กตรอนตัวนี้จะอยู่ในวงโคจรที่มีระดับพลังงานต่ำสุด คือ 
n = 1 แต่เมื่ออิเล็กตรอนได้รับพลังงานจากภายนอก  อิเล็กตรอนอาจขึ้นไปอยู่ในระดับพลังงานใดก็ได้ขึ้นอยู่กับพลังงานที่ได้รับ  อิเล็กตรอนไม่อาจอยู่ในระดับพลังงานใหม่นี้ได้นาน  ดังนั้นอิเล็กตรอนก็จะเคลื่อนที่ลงสู่ระดับพลังงานที่ต่ำกว่า  ในการเปลี่ยน ระดับพลังงานจากระดับพลังงานสูงมายังระดับพลังงานที่ต่ำกว่า  อิเล็กตรอนก็จะคายพลังงานออกมาในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งมีค่าเท่ากับผลต่างระหว่างระดับพลังงานทั้งสองนั้น จึงทำให้เกิดเส้นสเปกตรัมของไฮโดรเจนหลายเส้น  ในกรณีเส้นสเปกตรัม ของไฮโดรเจนในช่วงแสงขาวที่บาลเมอร์ศึกษานั้นเกิดจากอิเล็กตรอนเคลื่อนที่จากระดับพลังงานที่ 3 ,4 ,5 และ 6  ลงมายังระดับ พลังงานที่ 2