Рассмотрим данный вопрос для отдельного атома.
Согласно квантовой модели энергия электронов в атоме может быть равна счетному количеству дискретных значений En, которые называют энергетическими уровнями. При этом физики используют профессиональный сленг, говоря что "электрон сидит на n-ом уровне энергии". Очевидно, что в данной модели для перехода электрона с одного уровня на другой требуется выполнение 2х условий:
1) чтобы уровень, на который "переходит" электрон не был уже занят другим электроном;
2) чтобы энергия фотона была равна разнице энергий между этими уровнями (здесь мы считаем атом неподвижным). Предполагая, что электрон переходит с n-го уровня на m-тый и поскольку энергия фотона равна hν (здесь h - постоянная Планка, ν - частота фотона) можем записать
hν=Em-En
А так как частота гиперболически зависит от длины волны
ν=с/λ (с - скорость света),
то длина волны найдется из соотношения
λ=hc/(Em-En)