Atomy emitują foton, gdy elektron spada ze stanu wysokiej energii do stanu niskiego zużycia energii. Warunki, w jakich odbywa się ten proces, zachodzą na dwa sposoby. Według Cornell Center for Materials Research elektrony albo absorbują energię z fotonu i przeskakują na wyższy poziom energii, albo foton zderza się z elektronem, który jest już w stanie wzbudzenia.
W obu przypadkach, gdy elektron spadnie ze stanu wysokiej energii z powrotem na ziemię, emitowany jest foton. Światło lub foton emitowany przez elektrony spada ze stanu wysokiej energii do stanu niższego reprezentuje różnicę energii między dwoma stanami. Długość fali fotonu również reprezentuje odległość między dwoma stanami energii.
Elektrony stają się podekscytowane i szybko przeskakują z poziomu ziemi do wyższego poziomu energii, pochłaniając energię z fotonu. Ponieważ elektrony szukają stabilności, spadają z powrotem na stabilny poziom gruntu, emitując w ten sposób foton. Ten proces wzbudzania elektronów jest znany jako absorpcja.
Emisja spontaniczna, druga metoda pobudzenia elektronów, występuje, gdy foton zderza się z elektronem, który już znajduje się w stanie wysokiej energii. Ponownie, gdy elektron spada z wyższego poziomu energii do poziomu podłoża, emitowany jest foton światła.
