Photonen geeigneter Energie sind in der Lage chemische Stoffe bzw. Atome in einen so genannten „angeregten Zustand” zu überführen. Bei diesem Vorgang wird ein Teil der Energie des einfallenden Photons absorbiert und im günstigsten Fall Elektronen – wie auf der linken Seite angedeutet – von einem niedrigen Energieniveau (1 oder 2) auf ein höheres Niveau angehoben. Umgekehrt vermag ein angeregtes Atom unter Emission von Photonen vom angeregten Zustand wieder in seinen Ausgangszustand (1 oder 2) zurückzukehren, wobei Elektronen eines höheren Energieniveaus auf ein niedrigeres Niveau fallen – rechtes Bild.