Xét nguyên tử hiđrô theo mẫu nguyên tử Bo. Nguyên tử hiđrô đang ở trạng thái dừng có năng lượng −3,4 eV, hấp thụ một phôtôn ứng với bức xạ có tần số f thì nó chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng −0,85 eV. Lấy h = 6,625.10−34 J.s; 1 eV = 1,6.10−19 J. Giá trị của f là
6,16.1034 Hz. 4,56.1014 Hz. 6,16.1014 Hz. 4,56.1034 Hz.
A B C D
Ví dụ, chỉ cần 13,6 eV để tách electron ở trạng thái năng lượng nền (trạng thái năng lượng thấp nhất) ra khỏi nguyên tử hiđrô, so với 2,23 "triệu" eV để tách một hạt nhân deuteri. Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động quanh hạt nhân trên các quỹ đạo dừng có bán kính hoàn toàn xác định formula_1với formula_2
- Tiên đề về hấp thụ và bức xạ năng lượng: Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng cao sang trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn thì nó sẽ phát ra một photon có năng lượng bằng hiệu năng lượng của hai trạng thái dừng và ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng thấp muốn lên trạng thái dừng có năng lượng cao hơn phải hấp thụ một photon có năng lượng đúng bằng hiệu năng lượng của hai trạng thái dừng Tia bức xạ điện từ chỉ có thể được hấp thụ khi tần số của nó tỷ lệ với hiệu số năng lượng của hai trạng thái nguyên tử. Các nguyên tử ở trạng thái bình thường thì chúng không hấp thu hay bức xạ năng lượng nhưng khi chúng ở trạng thái tự do dưới dạng những đám hơi nguyên tử thì chúng hấp thu và bức xạ năng lượng. Giả sử có một nhóm các nguyên tử N, mỗi trong số đó có khả năng ở một trong hai trạng thái năng lượng:
Số lượng các nguyên tử ở trạng thái cơ bản là "N", số lượng các nguyên tử ở trạng thái kích thích là "N". Mẫu này về cơ bản vẫn giữ mô hình hành tinh nguyên tử của Rutherford nhưng bổ sung thêm 2 tiên đề sau:

- Tiên đề về các trạng thái dừng: Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định, gọi là các trạng thái dừng. SI định nghĩa giây bằng 9.192.631.770 chu kỳ bức xạ, tương ứng với sự chuyển trạng thái của hai mức năng lượng spin điện tử trong trạng thái tĩnh của nguyên tử Cs. Tổng số nguyên tử là "N",
Năng lượng chênh lệch giữa 2 trạng thái:
Ánh sáng có tần số ν sẽ tương tác với nhóm nguyên tử này, ta có mối liên hệ:
với "h" là hằng số Planck
Nếu hệ các nguyên tử này đang ở trạng thái cân bằng nhiệt, thì theo nhiệt động lực học, tỉ số giữa số lượng của các nguyên tử ở mỗi trạng thái theo phân bố Boltzmann:
với "T" là nhiệt độ tuyệt đối, "k" là hằng số Boltzmann. Quang phổ phát xạ

Quang phổ phát xạ của một nguyên tố hóa học hoặc hợp chất hóa học là một quang phổ của các tần số của bức xạ điện từ phát xạ khi một nguyên tử hoặc một phân tử chuyển đổi từ trạng thái năng lượng cao sang trạng thái năng lượng thấp hơn. Ở trạng thái lỏng, rất ít phân tử nước ở trạng thái ion hóa, nghĩa là các nguyên tử hiđrô có thể trao đổi giữa các nguyên tử ôxy khác nhau. Phát xạ kích thích có thể được tính toán bằng cách xem electron có thể ở một trong hai trạng thái năng lượng trong một nguyên tử: trạng thái năng lượng thấp (có thể là trạng thái cơ bản) (1) và "trạng thái kích thích" (2), với năng lượng "E" và "E" tương ứng. Trong mô hình của ông, tốc độ formula_21 cho một hệ "hấp thụ" một photon có tần số formula_20 và nguyên tử chuyển từ trạng thái năng lượng thấp formula_23 lên năng lượng cao hơn formula_24 bằng tỷ lệ với số formula_25 các nguyên tử có năng lượng formula_23 và tỷ lệ với mật độ năng lượng formula_19 của các photon xung quanh với tần số này,

trong formula_29 là hằng số tốc độ cho quá trình hấp thụ. Sự kích thích năng lượng điện tử thấp nhất của một nguyên tử thủy ngân đòi hỏi 4.9 electronvolt (eV), tương ứng với vạch phổ phát xạ tử ngoại của thủy ngân tại 254 nm. Trong mô hình Bohr của nguyên tử, năng lượng của một trạng thái với số lượng tử chính "n" được cho theo đơn vị nguyên tử là formula_1. Như ta biết, điện tử tồn tại trong nguyên tử trên những mức năng lượng gián đoạn (các trạng thái dừng). Đây là một hiện tượng điện - lượng tử, trong đó các điện tử khi hấp thụ năng lượng từ photon trong ánh sáng thì làm nguyên tử chuyển sáng trạng thái kích thích và electron thoát khỏi nguyên tử. Đây là một hiện tượng điện - lượng tử, trong đó các điện tử khi hấp thụ năng lượng từ photon trong ánh sáng thì làm nguyên tử chuyển sáng trạng thái kích thích và electron thoát khỏi nguyên tử. Các photon sẽ có tần số ν và năng lượng "h"ν, được cho bởi:
với "h" là hằng số Planck

Ngoài ra, nếu nguyên tử ở trạng thái kích thích bị tác động bởi một điện trường có tần số formula_2, nó có thể sẽ phát ra thêm một photon có cùng tần số và cùng pha, để nguyên tử trở về trạng thái năng lượng thấp hơn. Do đó, năng lượng photon ở Tần số 1 Hz là 6,62606957 × 10 joules hoặc 4.135667516 × 10 eV. Khi một electron liên kết trong nguyên tử chuyển trạng thái giữa các mức năng lượng khác nhau, nó hấp thụ hoặc phát ra photon ở những tần số đặc trưng. Nếu nguyên tử ở trạng thái kích thích, nó có thể phân rã để chuyển xuống trạng thái năng lượng thấp hơn qua quá trình phát xạ tự phát, giải phóng lượng năng lượng chênh lệch giữa hai trạng thái thành một photon. Để kích thích khí neon phát sáng cần tăng thế gia tốc electron lên đến xấp xỉ 19 V. Lúc này các nguyên tử neon có thể được đưa lên các trạng thái 3S ở các mức năng lượng từ 18.3 đến 18.9 eV sau đó trở về các trạng thái 2P từ 16.57 đến 16.79 eV và phát ra photon có màu đỏ, cam, vàng hay lục tùy thuộc vào bước chuyển xảy ra. Electron có thể thay đổi trạng thái của nó đến mức năng lượng cao hơn bằng hấp thụ một photon với năng lượng phù hợp để đẩy điện tử lên trạng thái năng lượng mới. Có tồn tại các trạng thái năng lượng hạn chế đối với điện tử, nguyên tử và phân tử. Hạt nhân của nguyên tử có thể ở các trạng thái với mức năng lượng khác nhau. Ví dụ, chỉ cần 13,6 eV để tách electron ở trạng thái năng lượng nền (trạng thái năng lượng thấp nhất) ra khỏi nguyên tử hiđrô, so với 2,23 "triệu" eV để tách một hạt nhân deuteri. Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động quanh hạt nhân trên các quỹ đạo dừng có bán kính hoàn toàn xác định formula_1với formula_2
- Tiên đề về hấp thụ và bức xạ năng lượng: Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng cao sang trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn thì nó sẽ phát ra một photon có năng lượng bằng hiệu năng lượng của hai trạng thái dừng và ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng thấp muốn lên trạng thái dừng có năng lượng cao hơn phải hấp thụ một photon có năng lượng đúng bằng hiệu năng lượng của hai trạng thái dừng Tia bức xạ điện từ chỉ có thể được hấp thụ khi tần số của nó tỷ lệ với hiệu số năng lượng của hai trạng thái nguyên tử. Các nguyên tử ở trạng thái bình thường thì chúng không hấp thu hay bức xạ năng lượng nhưng khi chúng ở trạng thái tự do dưới dạng những đám hơi nguyên tử thì chúng hấp thu và bức xạ năng lượng. Giả sử có một nhóm các nguyên tử N, mỗi trong số đó có khả năng ở một trong hai trạng thái năng lượng:
Số lượng các nguyên tử ở trạng thái cơ bản là "N", số lượng các nguyên tử ở trạng thái kích thích là "N". Mẫu này về cơ bản vẫn giữ mô hình hành tinh nguyên tử của Rutherford nhưng bổ sung thêm 2 tiên đề sau:

- Tiên đề về các trạng thái dừng: Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định, gọi là các trạng thái dừng. SI định nghĩa giây bằng 9.192.631.770 chu kỳ bức xạ, tương ứng với sự chuyển trạng thái của hai mức năng lượng spin điện tử trong trạng thái tĩnh của nguyên tử Cs. Tổng số nguyên tử là "N",
Năng lượng chênh lệch giữa 2 trạng thái:
Ánh sáng có tần số ν sẽ tương tác với nhóm nguyên tử này, ta có mối liên hệ:
với "h" là hằng số Planck
Nếu hệ các nguyên tử này đang ở trạng thái cân bằng nhiệt, thì theo nhiệt động lực học, tỉ số giữa số lượng của các nguyên tử ở mỗi trạng thái theo phân bố Boltzmann:
với "T" là nhiệt độ tuyệt đối, "k" là hằng số Boltzmann. Quang phổ phát xạ

Quang phổ phát xạ của một nguyên tố hóa học hoặc hợp chất hóa học là một quang phổ của các tần số của bức xạ điện từ phát xạ khi một nguyên tử hoặc một phân tử chuyển đổi từ trạng thái năng lượng cao sang trạng thái năng lượng thấp hơn. Ở trạng thái lỏng, rất ít phân tử nước ở trạng thái ion hóa, nghĩa là các nguyên tử hiđrô có thể trao đổi giữa các nguyên tử ôxy khác nhau. Phát xạ kích thích có thể được tính toán bằng cách xem electron có thể ở một trong hai trạng thái năng lượng trong một nguyên tử: trạng thái năng lượng thấp (có thể là trạng thái cơ bản) (1) và "trạng thái kích thích" (2), với năng lượng "E" và "E" tương ứng. Trong mô hình của ông, tốc độ formula_21 cho một hệ "hấp thụ" một photon có tần số formula_20 và nguyên tử chuyển từ trạng thái năng lượng thấp formula_23 lên năng lượng cao hơn formula_24 bằng tỷ lệ với số formula_25 các nguyên tử có năng lượng formula_23 và tỷ lệ với mật độ năng lượng formula_19 của các photon xung quanh với tần số này,

trong formula_29 là hằng số tốc độ cho quá trình hấp thụ. Sự kích thích năng lượng điện tử thấp nhất của một nguyên tử thủy ngân đòi hỏi 4.9 electronvolt (eV), tương ứng với vạch phổ phát xạ tử ngoại của thủy ngân tại 254 nm. Trong mô hình Bohr của nguyên tử, năng lượng của một trạng thái với số lượng tử chính "n" được cho theo đơn vị nguyên tử là formula_1. Như ta biết, điện tử tồn tại trong nguyên tử trên những mức năng lượng gián đoạn (các trạng thái dừng). Đây là một hiện tượng điện - lượng tử, trong đó các điện tử khi hấp thụ năng lượng từ photon trong ánh sáng thì làm nguyên tử chuyển sáng trạng thái kích thích và electron thoát khỏi nguyên tử. Đây là một hiện tượng điện - lượng tử, trong đó các điện tử khi hấp thụ năng lượng từ photon trong ánh sáng thì làm nguyên tử chuyển sáng trạng thái kích thích và electron thoát khỏi nguyên tử. Các photon sẽ có tần số ν và năng lượng "h"ν, được cho bởi:
với "h" là hằng số Planck

Ngoài ra, nếu nguyên tử ở trạng thái kích thích bị tác động bởi một điện trường có tần số formula_2, nó có thể sẽ phát ra thêm một photon có cùng tần số và cùng pha, để nguyên tử trở về trạng thái năng lượng thấp hơn. Do đó, năng lượng photon ở Tần số 1 Hz là 6,62606957 × 10 joules hoặc 4.135667516 × 10 eV. Khi một electron liên kết trong nguyên tử chuyển trạng thái giữa các mức năng lượng khác nhau, nó hấp thụ hoặc phát ra photon ở những tần số đặc trưng. Nếu nguyên tử ở trạng thái kích thích, nó có thể phân rã để chuyển xuống trạng thái năng lượng thấp hơn qua quá trình phát xạ tự phát, giải phóng lượng năng lượng chênh lệch giữa hai trạng thái thành một photon. Để kích thích khí neon phát sáng cần tăng thế gia tốc electron lên đến xấp xỉ 19 V. Lúc này các nguyên tử neon có thể được đưa lên các trạng thái 3S ở các mức năng lượng từ 18.3 đến 18.9 eV sau đó trở về các trạng thái 2P từ 16.57 đến 16.79 eV và phát ra photon có màu đỏ, cam, vàng hay lục tùy thuộc vào bước chuyển xảy ra. Electron có thể thay đổi trạng thái của nó đến mức năng lượng cao hơn bằng hấp thụ một photon với năng lượng phù hợp để đẩy điện tử lên trạng thái năng lượng mới. Có tồn tại các trạng thái năng lượng hạn chế đối với điện tử, nguyên tử và phân tử. Hạt nhân của nguyên tử có thể ở các trạng thái với mức năng lượng khác nhau. Ví dụ, chỉ cần 13,6 eV để tách electron ở trạng thái năng lượng nền (trạng thái năng lượng thấp nhất) ra khỏi nguyên tử hiđrô, so với 2,23 "triệu" eV để tách một hạt nhân deuteri. Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động quanh hạt nhân trên các quỹ đạo dừng có bán kính hoàn toàn xác định formula_1với formula_2
- Tiên đề về hấp thụ và bức xạ năng lượng: Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng cao sang trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn thì nó sẽ phát ra một photon có năng lượng bằng hiệu năng lượng của hai trạng thái dừng và ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng thấp muốn lên trạng thái dừng có năng lượng cao hơn phải hấp thụ một photon có năng lượng đúng bằng hiệu năng lượng của hai trạng thái dừng Tia bức xạ điện từ chỉ có thể được hấp thụ khi tần số của nó tỷ lệ với hiệu số năng lượng của hai trạng thái nguyên tử. Các nguyên tử ở trạng thái bình thường thì chúng không hấp thu hay bức xạ năng lượng nhưng khi chúng ở trạng thái tự do dưới dạng những đám hơi nguyên tử thì chúng hấp thu và bức xạ năng lượng. Giả sử có một nhóm các nguyên tử N, mỗi trong số đó có khả năng ở một trong hai trạng thái năng lượng:
Số lượng các nguyên tử ở trạng thái cơ bản là "N", số lượng các nguyên tử ở trạng thái kích thích là "N". Mẫu này về cơ bản vẫn giữ mô hình hành tinh nguyên tử của Rutherford nhưng bổ sung thêm 2 tiên đề sau:

- Tiên đề về các trạng thái dừng: Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định, gọi là các trạng thái dừng. SI định nghĩa giây bằng 9.192.631.770 chu kỳ bức xạ, tương ứng với sự chuyển trạng thái của hai mức năng lượng spin điện tử trong trạng thái tĩnh của nguyên tử Cs. Tổng số nguyên tử là "N",
Năng lượng chênh lệch giữa 2 trạng thái:
Ánh sáng có tần số ν sẽ tương tác với nhóm nguyên tử này, ta có mối liên hệ:
với "h" là hằng số Planck
Nếu hệ các nguyên tử này đang ở trạng thái cân bằng nhiệt, thì theo nhiệt động lực học, tỉ số giữa số lượng của các nguyên tử ở mỗi trạng thái theo phân bố Boltzmann:
với "T" là nhiệt độ tuyệt đối, "k" là hằng số Boltzmann. Quang phổ phát xạ

Quang phổ phát xạ của một nguyên tố hóa học hoặc hợp chất hóa học là một quang phổ của các tần số của bức xạ điện từ phát xạ khi một nguyên tử hoặc một phân tử chuyển đổi từ trạng thái năng lượng cao sang trạng thái năng lượng thấp hơn. Ở trạng thái lỏng, rất ít phân tử nước ở trạng thái ion hóa, nghĩa là các nguyên tử hiđrô có thể trao đổi giữa các nguyên tử ôxy khác nhau. Phát xạ kích thích có thể được tính toán bằng cách xem electron có thể ở một trong hai trạng thái năng lượng trong một nguyên tử: trạng thái năng lượng thấp (có thể là trạng thái cơ bản) (1) và "trạng thái kích thích" (2), với năng lượng "E" và "E" tương ứng. Trong mô hình của ông, tốc độ formula_21 cho một hệ "hấp thụ" một photon có tần số formula_20 và nguyên tử chuyển từ trạng thái năng lượng thấp formula_23 lên năng lượng cao hơn formula_24 bằng tỷ lệ với số formula_25 các nguyên tử có năng lượng formula_23 và tỷ lệ với mật độ năng lượng formula_19 của các photon xung quanh với tần số này,

trong formula_29 là hằng số tốc độ cho quá trình hấp thụ. Sự kích thích năng lượng điện tử thấp nhất của một nguyên tử thủy ngân đòi hỏi 4.9 electronvolt (eV), tương ứng với vạch phổ phát xạ tử ngoại của thủy ngân tại 254 nm. Trong mô hình Bohr của nguyên tử, năng lượng của một trạng thái với số lượng tử chính "n" được cho theo đơn vị nguyên tử là formula_1. Như ta biết, điện tử tồn tại trong nguyên tử trên những mức năng lượng gián đoạn (các trạng thái dừng). Đây là một hiện tượng điện - lượng tử, trong đó các điện tử khi hấp thụ năng lượng từ photon trong ánh sáng thì làm nguyên tử chuyển sáng trạng thái kích thích và electron thoát khỏi nguyên tử. Đây là một hiện tượng điện - lượng tử, trong đó các điện tử khi hấp thụ năng lượng từ photon trong ánh sáng thì làm nguyên tử chuyển sáng trạng thái kích thích và electron thoát khỏi nguyên tử. Các photon sẽ có tần số ν và năng lượng "h"ν, được cho bởi:
với "h" là hằng số Planck

Ngoài ra, nếu nguyên tử ở trạng thái kích thích bị tác động bởi một điện trường có tần số formula_2, nó có thể sẽ phát ra thêm một photon có cùng tần số và cùng pha, để nguyên tử trở về trạng thái năng lượng thấp hơn. Do đó, năng lượng photon ở Tần số 1 Hz là 6,62606957 × 10 joules hoặc 4.135667516 × 10 eV. Khi một electron liên kết trong nguyên tử chuyển trạng thái giữa các mức năng lượng khác nhau, nó hấp thụ hoặc phát ra photon ở những tần số đặc trưng. Nếu nguyên tử ở trạng thái kích thích, nó có thể phân rã để chuyển xuống trạng thái năng lượng thấp hơn qua quá trình phát xạ tự phát, giải phóng lượng năng lượng chênh lệch giữa hai trạng thái thành một photon. Để kích thích khí neon phát sáng cần tăng thế gia tốc electron lên đến xấp xỉ 19 V. Lúc này các nguyên tử neon có thể được đưa lên các trạng thái 3S ở các mức năng lượng từ 18.3 đến 18.9 eV sau đó trở về các trạng thái 2P từ 16.57 đến 16.79 eV và phát ra photon có màu đỏ, cam, vàng hay lục tùy thuộc vào bước chuyển xảy ra. Electron có thể thay đổi trạng thái của nó đến mức năng lượng cao hơn bằng hấp thụ một photon với năng lượng phù hợp để đẩy điện tử lên trạng thái năng lượng mới. Có tồn tại các trạng thái năng lượng hạn chế đối với điện tử, nguyên tử và phân tử. Hạt nhân của nguyên tử có thể ở các trạng thái với mức năng lượng khác nhau. Ví dụ, chỉ cần 13,6 eV để tách electron ở trạng thái năng lượng nền (trạng thái năng lượng thấp nhất) ra khỏi nguyên tử hiđrô, so với 2,23 "triệu" eV để tách một hạt nhân deuteri. Trong các trạng thái dừng của nguyên tử, electron chỉ chuyển động quanh hạt nhân trên các quỹ đạo dừng có bán kính hoàn toàn xác định formula_1với formula_2
- Tiên đề về hấp thụ và bức xạ năng lượng: Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng cao sang trạng thái dừng có năng lượng thấp hơn thì nó sẽ phát ra một photon có năng lượng bằng hiệu năng lượng của hai trạng thái dừng và ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng thấp muốn lên trạng thái dừng có năng lượng cao hơn phải hấp thụ một photon có năng lượng đúng bằng hiệu năng lượng của hai trạng thái dừng Tia bức xạ điện từ chỉ có thể được hấp thụ khi tần số của nó tỷ lệ với hiệu số năng lượng của hai trạng thái nguyên tử. Các nguyên tử ở trạng thái bình thường thì chúng không hấp thu hay bức xạ năng lượng nhưng khi chúng ở trạng thái tự do dưới dạng những đám hơi nguyên tử thì chúng hấp thu và bức xạ năng lượng. Giả sử có một nhóm các nguyên tử N, mỗi trong số đó có khả năng ở một trong hai trạng thái năng lượng:
Số lượng các nguyên tử ở trạng thái cơ bản là "N", số lượng các nguyên tử ở trạng thái kích thích là "N". Mẫu này về cơ bản vẫn giữ mô hình hành tinh nguyên tử của Rutherford nhưng bổ sung thêm 2 tiên đề sau:

- Tiên đề về các trạng thái dừng: Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định, gọi là các trạng thái dừng. SI định nghĩa giây bằng 9.192.631.770 chu kỳ bức xạ, tương ứng với sự chuyển trạng thái của hai mức năng lượng spin điện tử trong trạng thái tĩnh của nguyên tử Cs. Tổng số nguyên tử là "N",
Năng lượng chênh lệch giữa 2 trạng thái:
Ánh sáng có tần số ν sẽ tương tác với nhóm nguyên tử này, ta có mối liên hệ:
với "h" là hằng số Planck
Nếu hệ các nguyên tử này đang ở trạng thái cân bằng nhiệt, thì theo nhiệt động lực học, tỉ số giữa số lượng của các nguyên tử ở mỗi trạng thái theo phân bố Boltzmann:
với "T" là nhiệt độ tuyệt đối, "k" là hằng số Boltzmann. Quang phổ phát xạ

Quang phổ phát xạ của một nguyên tố hóa học hoặc hợp chất hóa học là một quang phổ của các tần số của bức xạ điện từ phát xạ khi một nguyên tử hoặc một phân tử chuyển đổi từ trạng thái năng lượng cao sang trạng thái năng lượng thấp hơn. Ở trạng thái lỏng, rất ít phân tử nước ở trạng thái ion hóa, nghĩa là các nguyên tử hiđrô có thể trao đổi giữa các nguyên tử ôxy khác nhau. Phát xạ kích thích có thể được tính toán bằng cách xem electron có thể ở một trong hai trạng thái năng lượng trong một nguyên tử: trạng thái năng lượng thấp (có thể là trạng thái cơ bản) (1) và "trạng thái kích thích" (2), với năng lượng "E" và "E" tương ứng. Trong mô hình của ông, tốc độ formula_21 cho một hệ "hấp thụ" một photon có tần số formula_20 và nguyên tử chuyển từ trạng thái năng lượng thấp formula_23 lên năng lượng cao hơn formula_24 bằng tỷ lệ với số formula_25 các nguyên tử có năng lượng formula_23 và tỷ lệ với mật độ năng lượng formula_19 của các photon xung quanh với tần số này,

trong formula_29 là hằng số tốc độ cho quá trình hấp thụ. Sự kích thích năng lượng điện tử thấp nhất của một nguyên tử thủy ngân đòi hỏi 4.9 electronvolt (eV), tương ứng với vạch phổ phát xạ tử ngoại của thủy ngân tại 254 nm. Trong mô hình Bohr của nguyên tử, năng lượng của một trạng thái với số lượng tử chính "n" được cho theo đơn vị nguyên tử là formula_1. Như ta biết, điện tử tồn tại trong nguyên tử trên những mức năng lượng gián đoạn (các trạng thái dừng). Đây là một hiện tượng điện - lượng tử, trong đó các điện tử khi hấp thụ năng lượng từ photon trong ánh sáng thì làm nguyên tử chuyển sáng trạng thái kích thích và electron thoát khỏi nguyên tử. Đây là một hiện tượng điện - lượng tử, trong đó các điện tử khi hấp thụ năng lượng từ photon trong ánh sáng thì làm nguyên tử chuyển sáng trạng thái kích thích và electron thoát khỏi nguyên tử. Các photon sẽ có tần số ν và năng lượng "h"ν, được cho bởi:
với "h" là hằng số Planck

Ngoài ra, nếu nguyên tử ở trạng thái kích thích bị tác động bởi một điện trường có tần số formula_2, nó có thể sẽ phát ra thêm một photon có cùng tần số và cùng pha, để nguyên tử trở về trạng thái năng lượng thấp hơn. Do đó, năng lượng photon ở Tần số 1 Hz là 6,62606957 × 10 joules hoặc 4.135667516 × 10 eV. Khi một electron liên kết trong nguyên tử chuyển trạng thái giữa các mức năng lượng khác nhau, nó hấp thụ hoặc phát ra photon ở những tần số đặc trưng. Nếu nguyên tử ở trạng thái kích thích, nó có thể phân rã để chuyển xuống trạng thái năng lượng thấp hơn qua quá trình phát xạ tự phát, giải phóng lượng năng lượng chênh lệch giữa hai trạng thái thành một photon. Để kích thích khí neon phát sáng cần tăng thế gia tốc electron lên đến xấp xỉ 19 V. Lúc này các nguyên tử neon có thể được đưa lên các trạng thái 3S ở các mức năng lượng từ 18.3 đến 18.9 eV sau đó trở về các trạng thái 2P từ 16.57 đến 16.79 eV và phát ra photon có màu đỏ, cam, vàng hay lục tùy thuộc vào bước chuyển xảy ra. Electron có thể thay đổi trạng thái của nó đến mức năng lượng cao hơn bằng hấp thụ một photon với năng lượng phù hợp để đẩy điện tử lên trạng thái năng lượng mới. Có tồn tại các trạng thái năng lượng hạn chế đối với điện tử, nguyên tử và phân tử. Hạt nhân của nguyên tử có thể ở các trạng thái với mức năng lượng khác nhau.