При переходе из возбужденного состояния в стационарное электрон испускает энергию в виде отдельной порции электромагнитного излучения — фотона. Энергия такого кванта равна:
$∆\mathrm{E} = \mathrm{\nu } · \mathrm{h}$,
где ν — это частота электромагнитного излучения, h — постоянная Планка.
Энергия перехода с третьей орбиты на первую:
$∆{\mathrm{E}}_{3—1}={\mathrm{E}}_3—{\mathrm{E}}_1$
Энергия перехода с четвертой орбиты на первую:
$∆{\mathrm{E}}_{4—1}={\mathrm{E}}_4—{\mathrm{E}}_1$

Так как ${\mathrm{E}}_4>{\mathrm{E}}_3$, то $∆{\mathrm{E}}_{3—1}<∆{\mathrm{E}}_{4—1}$

Меньшую длину волны будет иметь фотон с большей частотой (бóльшая энергия перехода), то есть фотон, испускаемый электроном при переходе с четвертой на первую орбиту.