La meccanica quantistica permette di calcolare certe quantità fisiche usando procedure matematiche ben definite. è spesso utile, tuttavia, cercare di mettere da parte la matematica, e provare a interpretare le previsioni della teoria in modo intuitivo.

1) Per la prima domanda, per esempio, si può provare a pensare a cosa succederebbe se cercassimo di forzare l'elettrone ad avvicinarsi al nucleo. Come sappiamo, l'elettrone non è situato in un punto preciso, ma è delocalizzato in una “nube”; in altre parole, è allo stesso tempo in tanti punti diversi, con una certa distribuzione di probabilità. Questa distribuzione è legata alla cosiddetta "funzione d'onda”, che in ambito atomico è anche chiamata “orbitale”, come Lei ricorda. Nello stato fondamentale, questa funzione d'onda è approssimativamente concentrata entro un raggio preciso: il raggio di Bohr r_B. Se provassimo a concentrare la funzione d'onda entro un raggio r < r_B, l'energia potenziale dell'elettrone dovuta all'attrazione elettrostatica (che è negativa) calerebbe come -1/r. Sembrerebbe quindi che l'elettrone possa far decrescere la propria energia indefinitamente "cadendo'' sul nucleo.

Tuttavia, la “nube” che rappresenta l'elettrone possiede anche un'energia cinetica, che è tanto più alta quanto più concentrata è la funzione d'onda. Questa non è che una manifestazione del  principio di indeterminazione di Heisenberg: tentando di localizzare  l'elettrone, in questo caso vicino al nucleo, si aumenta l'indeterminazione della velocità. Si può quantificare quest'effetto: l'energia cinetica di una funzione d'onda "concentrata” entro distanza r dal nucleo cresce come 1/r^2.

A distanze molto piccole, questa crescita di energia diventa più importante del guadagno ottenuto dall'avvicinarsi al nucleo. Il raggio di Bohr è il raggio per cui l'energia totale (potenziale più cinetica) è minima.

2) Il campo elettrico è in realtà emesso solo in quanti: i fotoni. Il comportamento collettivo di questi fotoni a grandi distanze è percepito come un'onda elettromagnetica. Ma su scale atomiche, un elettrone può emettere un fotone solo saltando da un livello a un altro. Questi fotoni avranno una lunghezza d'onda legata alla differenza di energia tra i due livelli. è per questo che lo "spettro'' (cioè l'insieme delle frequenze) della luce emessa da un elemento fornisce informazioni preziose sulla struttura dei suoi livelli di energia. Storicamente, queste informazioni furono cruciali per lo sviluppo della fisica atomica e della meccanica quantistica.