Uit spectraalanalyse leidde Bohr af dat in een atoom de elektronen niet willekeurig bewegen rond de kern, maar zich op 7 duidelijk te onderscheiden energieniveaus. Hierbij steeds streven ze steeds naar de toestand met het laagste energieniveau.[br]Concreet: Bij een stijgend atoomnumer worden de energieniveaus van laag naar hoog opgevuld tot hun maximale bezettingsgraad.

Bij een verfijnde spectraalanalyse blijkt dat de spectraallijnen zijn samengesteld uit meerdere dicht bij elkaar gelegen lijntjes. Deze lijntjes verschillen niet wezenlijk van kleur. Sommerfeld interpreteerde ze daarom als een onderverdeling van de hoofdniveaus. De 7 niveaus K, L, M, N, O, P en Q worden opgeslpitst in subniveaus. Sommerfeld noemde ze ‘[b]s[/b]harp, [b]p[/b]rincipal, [b]d[/b]iffuse en [b]f[/b]undamental.