建立于波粒二象性以及其他几个原理之上的量子力学指出,构成所有普通物质的分子或原子都有一系列的能级结构,当然不同的分子和原子有不同的能级结构。
不同频率的光对应的光子的能量不同,仅当光子的能量等于某分子或原子的一系列能级中的某两个能级的差值,并且分子或原子中有束缚电子处于上述那两个能级中较低的能级上时,那个电子才能吸收这个光子,然后从低能级跃迁到高能级；处于高能级的电子并不稳定,过一段时间后它会自动往低能级跃迁；这种自发的向低处的跃迁有多种途径：
1）跃回原来的低能级,并放出与它曾吸收的光子同样能量的光子（该光子的飞行方向可与原光子不同）；
2）跳到最开始说的那两个能级之间的某个较低的能级,释放出一个较低频的光子（往往对应着红外光）,然后再往下跳一点,再放出一个低频光子……
3）跳到最开始说的那两个能级之间的某个较低的能级,但不是释放光子,而是直接将多余的能量转移给分子的振动或转动……
