Hvorfor fremkommer der flere linjer i heliumgassens emissionsspektrum end i dens absorptionsspektrum, når en termisk lyskilde bruges bag gassen?

Det er ikke kun i helium der er flere emissionslinier end absorptionslinier. 

Vi ser på tre energiniveauer i et atom: 1. grundtilstanden, 2. en lav tilstand og 3. en høj tilstand. Normalt vil atomet befinde sig i grundtilstanden, men kan blive eksiteret til én af de to andre tilstande. Hvis det sker ved absorption af en foton, vil det ses som en linie i absorptionsspektret. Der kan her være to muligheder: 1->2 og 1->3. Derimod kan der normalt ikke være tale om 2->3, fordi de fleste af atomerne findes i tilstand 1. 

Atomer i tilstand 2 kan henfalde til tilstand 1, hvilket atomer i tilstand 3 også kan. Det giver de samme linier i emissionsspektret, som ovennævnte linier i absorptionsspektret. , men derudover kan atomer i tilstand 3 henfalde til tilstand 2, hvilket giver en ekstra linie i emissionsspektret. 

Strengt taget kan et atom i tilstand 2 godt absorbere en foton og derved komme i tilstand 3, men normalt er der så lille en del af atonerne, der i forvejen er eksiterede, at denne absorption ikke er synlig i spektret.