A l'aide de spectrometre on trouve la quantification de l'hydrogène avec des raies correspondant à des transitions entre ses niveaux d'énergie
En utilisant des techniques spectroscopiques de plus grande résolution et notamment en utilisant l'interféromètre Perrot Fabry et Michelson on obtient des doublets appelées doublets de structure fine.
le déplacement de Lamb
La théorie de Dirac implique l'existence de dégénérescence dans les énergies de l'hydrogène des états quantiques ayant des fonctions d'onde notablement différentes se trouvant alors la même énergie.L'atome d'hydrogène ne peut être considère comme isolé du monde extérieur il interagit nécessairement avec le champ magnétique quantique qui l'entoure or même celui ci ne contient aucun photon, ce champs n'est pas identiquement nulle, il est affecté de fluctuations autour de la valeur zéro appelées fluctuation du vide qui perturbe les milieux 2S1/2 et 2P1/2 et lève la dégénérescence prévue par Dirac
Avec l'utilisation du lasers pour induire les transitions qui permet d'améliorer la qualité des mesures spectroscopiques on a des mesures précises sur les raies de l'hydrogène