Poprvé byly studie absorpčních spekter monatomického plynu s čárovými emisními spektry , procházející bílým světlem, provedeny v roce 1854 a provedl je Gustav Kirchhoff .
Do plamene plynového hořáku zavedl zdroj sodíkových par (kovový sodík v malém kelímku) nebo azbest navlhčený roztokem kuchyňské soli. Plamen hořáku v tomto případě získal charakteristickou žlutou barvu odpovídající záření sodíkových par a ve spektru tohoto záření byly patrné dvě blízko umístěné jasně žluté čáry. Poté byla před topnou podložku umístěna oblouková lampa tak, aby světlo z oblouku mohlo vstoupit do štěrbiny spektroskopu až po průchodu plamenem hořáku. Ve spektru bílého světla z elektrického oblouku byly získány dvě tmavé čáry přesně v místě, kde se nacházely žluté čáry emisního spektra sodíkových par.
Vzhled těchto čar je vysvětlen skutečností, že atomy sodíku všech procházejících paprsků absorbují ty, které jsou samy schopny emitovat. Zatímco absorbuje žluté paprsky ze světla oblouku, sodíkové páry samozřejmě dál emitují žluté světlo. Teplota oblouku je však mnohem vyšší než teplota plamene hořáku a oblouk poskytuje jasnější spektrum, proti kterému se žluté čáry sodíkových par jeví jako tmavé. V tomto spektru je tedy stále přítomno žluté světlo: pokud elektrický oblouk zhasne, spektrum sodíkových par bude jasně viditelné na obrazovce, kde byly vidět tmavé čáry.
Tento jev převrácení spektrálních čar je pozorován v emisních a absorpčních spektrech plynů a par mnoha dalších prvků a je vyjádřen Kirchhoffovým zákonem .