Nguyên tử chỉ tồn tại trong một số trạng thái có năng lượng xác định đó là trạng thái dừng, khi bị kích thích nguyên tử sẽ chuyển sang các trạng thái dừng khác nhau.

Khi nguyên tử đang ở trạng thái dừng có mức năng lượng là E₁, nó bị kích thích và nhận được năng lượng của photon là E đủ để chuyển sang trạng thái dừng có năng lượng E₂, và ngược lại, khi nó phát ra năng lượng E đúng bằng năng lượng của photon trước đó, thì nó sẽ chuyển về trạng thái dừng có năng lượng E₁.

Vì vậy bất cứ nguyên tử nào hấp thụ được photon nào đều có thể phát xạ lại photon đó.