Elektronen kunnen van het ene energieniveau naar het andere gaan door lichtfotonen te absorberen of uit te zenden met een specifieke energie die overeenkomt met het energieverschil tussen de twee niveaus. Dit proces staat bekend als de kwantummechanica, en het exacte mechanisme hangt af van het type atoom of molecuul dat erbij betrokken is.

Emissie: Wanneer een elektron overgaat van een hoger energieniveau naar een lager energieniveau, komt er energie vrij in de vorm van een foton van licht. De golflengte van het uitgezonden foton komt overeen met het energieverschil tussen de twee niveaus.

Absorptie: Omgekeerd, wanneer een elektron overgaat van een lager energieniveau naar een hoger energieniveau, absorbeert het energie in de vorm van een foton van licht. De golflengte van het geabsorbeerde foton komt overeen met het energieverschil tussen de twee niveaus.

Deze transities kunnen op verschillende manieren worden geïnduceerd, zoals:

1. Thermische excitatie: Bij hogere temperaturen bezitten atomen of moleculen meer thermische energie, waardoor de kans groter wordt dat elektronen energie absorberen en naar hogere energieniveaus gaan.

2. Elektrische excitatie: Het aanleggen van een externe spanning of een elektrisch veld kan de nodige energie leveren zodat elektronen naar hogere energieniveaus kunnen gaan.

3. Chemische reacties: Chemische reacties kunnen veranderingen in de elektronische structuur van atomen of moleculen veroorzaken, wat leidt tot elektronenovergangen en de emissie of absorptie van licht.

4. Foto-excitatie: Het bestralen van een stof met licht van een specifieke golflengte kan elektronen tot hogere energieniveaus exciteren, wat resulteert in verschillende fotofysische en fotochemische processen.

5. Botsingen: Bij botsingen tussen atomen of moleculen kan de uitwisseling van energie ervoor zorgen dat elektronen overgaan tussen verschillende energieniveaus.

De beweging van elektronen tussen energieniveaus is een fundamenteel principe in veel fysische en chemische processen, waaronder atomaire en moleculaire spectroscopie, fotoluminescentie, lasers, halfgeleiders en vele andere.