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수소 기체를 방전관에 넣고 높은 전압을 걸어주면 수소 기체인 수소 분자 H₂가 전기에너지를 흡수하여 수소 원자 간의 결합이 끊어지면서 빛이 방출되어 나온다. 이때 나오는 빛을 프리즘에 통과시키면 빛의 종류가 나뉘어져 몇 가지 색깔의 선이 나타나는데 이것이 수소의 선스펙트럼이다.

수소의 선 스펙트럼이 관찰되면서 이 수소의 선 스펙트럼의 성질을 설명하기 위해 많은 과학자들이 연구했는데, 덴마크의 물리학자 닐스 보어는 새로운 원자 모형인 전자껍질 모형을 제안했다.

이전에 스웨덴의 물리학자 뤼드베리(Johannes Robert Rydberg)는 원소의 스펙트럼의 계열을 연구하여 수소의 스펙트럼선의 파장을 계산하는 수식을 만들어 계산했고, 보어는 원자 모형을 이용하여 이 수식으로 스펙트럼선의 파장을 계산할 수 있는 이유를 설명한 것이다.

미국의 물리학자 시어도어 라이먼(Theodore Lyman)은 1906년부터 1914년 사이에 수소 기체 전자의 선스펙트럼의 120∼60nm 영역의 자외선 영역 스펙트럼을 발견하여 보어의 원자구조론 기초를 제공했다. 라이먼 계열의 선스펙트럼 빛은 수소 원자에서 볼 수 있는 전자기파의 스펙트럼 중 파장이 가장 짧은 계열이다. 수소 원자의 전자가 들뜬상태의 여러 에너지 준위에서 바닥상태의 에너지 준위를 갖는 K전자껍질(n=1)로 전이하면서 내보내는 전자기파들이 모두 이 계열에 해당된다.

라이먼 계열의 이름은 그리스 문자 순서대로 붙여 부른다. L전자껍질(n=2)에서 K전자껍질(n=1)로 전자가 이동될 때의 전자기파를 Lyman- α(alpha), M전자껍질(n=3)에서 K전자껍질(n=1)로 될 때 Lyman-β(beta), N전자껍질(n=4)에서 K전자껍질(n=1)로 될 때 Lyman-γ(gamma) 등으로 발견자의 이름인 시어도어 라이먼(Theodore Lyman)에서 따온 것이다.