Gli elettroni a volte assorbono energia e passano a uno stato eccitato per brevi periodi di tempo. Quando perdono l'energia in eccesso, l'energia viene rilasciata come un fotone. Il fotone può a volte essere visto come luce visibile in uno spettro di emissione.
Le onde elettromagnetiche, inclusa la luce, sono considerate di natura doppia, poiché presentano proprietà di entrambe le onde e particelle. Una "particella" di luce è chiamata fotone. Non ha massa ma viaggia alla velocità della luce e si comporta come una particella. Gli elettroni in uno stato eccitato salgono a orbite di energia più alta per un brevissimo periodo di tempo. Quando gli elettroni eccitati perdono energia per tornare allo stato fondamentale, generalmente rilasciano l'energia sotto forma di fotoni. La lunghezza d'onda del fotone emesso dipende dall'energia che si perde e, a volte, la lunghezza d'onda del fotone cade sotto la porzione di luce visibile dello spettro elettromagnetico. In questi casi, il fotone può essere visto come una banda di luce in uno spettro di emissione. Lo spettro di emissione di ciascun elemento è unico e può essere utilizzato per determinare l'identità degli elementi presenti in un determinato materiale. Il colore della luce emessa indica quanta energia è stata persa. Il rosso ha la massima lunghezza d'onda ma corrisponde a una minore quantità di energia rilasciata. La viola ha la lunghezza d'onda più bassa ma suggerisce una maggiore quantità di energia che viene rilasciata.
