氢的巴尔末线系

氢——宇宙中最简单、也最丰富的原子——拥有一族整齐的谱线，恰好落在可见光里，人眼能够看见。这一族就是巴尔末线系，以瑞士中学教师约翰·巴尔末命名。一八八五年，远在任何人理解其所以然之前，他就为这些波长找到了一个简单的公式。

每一条巴尔末线，都是氢原子里的电子在第二能级与某个更高能级之间跳跃时产生的。落到（或离开）第二能级，会放出（或需要）一个可见光光子。第一条也是最强的一条是 H-α，一条 656 纳米的深红线；接着是蓝绿区 486 纳米的 H-β；434 纳米紫色的 H-γ；如此下去，线条在朝 365 纳米的蓝端极限攀升时越挤越密。

由于氢无处不在，巴尔末线是天文学中最有用的谱线之列。H-α 在星云中发出灿烂的红光，揭示出气体在何处被年轻恒星点亮。在恒星的光谱里，巴尔末吸收线的强度是一支灵敏的温度计——它们在约一万度的恒星中最强，那里的条件恰好适合把电子布居到第二能级；而在远比这更热或更冷的恒星中则减弱。