谱线的位置与颜色为什么与波长和频率有关

谱线是在均匀且连续的光谱上明亮或黑暗的线条，起因于光子在一个狭窄的频率范围内比附近的其他频率超过或缺乏。谱线通常是量子系统（通常是原子，但有时会是分子或原子核）和单一光子交互作用产生的。当光子的能量确实与系统内能阶上的一个变化符合时（在原子的情况，通常是电子改变轨道），光子被吸收。然后，它将再自发地发射，可能是与原来相同的频率或是阶段式的，但光子发射的总能量将会与当初吸收的能量相同，而新光子的方向不会与原来的光子方向有任何的关联。