吸收與發射

想象一個盪鞦韆的孩子，她只能停在某幾個固定的高度上，中間的高度停不住。要升到更高的允許高度，必須給她恰到好處的一推；當她落回來時，又會把這份能量交還出去。分子對待光的方式也是如此：它可以吞下一份光來爬升到更高的能級（吸收），或在跌落到較低能級時放出一份光（發射），但份額必須正好契合它各能級之間的間隔。

吸收，是分子吞下一個能量恰好匹配某個允許的向上躍遷的光子，從而把那種顏色從穿過的光束中拿走。發射則相反：受激的分子跌落到較低能級，拋出一個能量相匹配的光子，在那種顏色上添上光。由於能級間隔界限分明，兩個過程都只發生在特定頻率處，於是吸收光譜中出現暗線，發射光譜中出現亮線。

這兩者是幾乎每一項光譜測量的核心，而且互為鏡像：一種物質能吸收的那些頻率，通常也正是它能發射的頻率。一個實用的提醒是：受激分子並不總會把吸收的光再發射出來——它可能轉而把能量悄悄變成熱散掉，或傳給鄰近的分子——這就是為什麼同一樣品的吸收光譜和發射光譜在強度上可能不一樣。