Les atomes émettent un photon lorsqu'un électron passe d'un état de haute énergie à un état de basse énergie. Les conditions dans lesquelles ce processus se produit se produisent de deux manières. Selon le Cornell Center for Materials Research, les électrons soit absorbent l'énergie d'un photon et sautent à un niveau d'énergie plus élevé, soit un photon entre en collision avec un électron qui est déjà dans un état excité.
Dans les deux cas, lorsque l'électron retombe d'un état de haute énergie au niveau du sol, un photon est émis. La lumière ou le photon émis lorsque l'électron passe de l'état de haute énergie à l'état inférieur représente la différence d'énergie entre les deux états. La longueur d'onde du photon représente également la distance entre les deux états d'énergie.
Les électrons deviennent excités et sautent rapidement du niveau du sol à un niveau d'énergie plus élevé en absorbant l'énergie d'un photon. Puisque les électrons recherchent la stabilité, ils retombent au niveau du sol stable, émettant ainsi un photon. Ce processus d'excitation électronique est connu sous le nom d'absorption.
L'émission spontanée, la deuxième méthode d'excitation électronique, se produit lorsqu'un photon entre en collision avec un électron qui réside déjà dans un état de haute énergie. Une fois de plus, lorsque l'électron passe du niveau d'énergie le plus élevé au niveau du sol, un photon de lumière est émis.
