光子的發射與吸收

想像一個電子站在它的原子樓梯上，準備換臺階。往上要花費能量，往下則釋放能量。它交易所用的貨幣就是光子——一份單獨的光之小包。吸收，是電子靠吞下一個路過的光子來支付上一級的費用；發射，則是電子靠造出一個嶄新光子並把它甩出去來支付下一級的費用。這種光包的雙向往來，正是原子與輻射對話的方式。

關鍵的規則在於精確。一個光子的能量由它的顏色決定，而電子只能吸收能量恰好等於它兩個能階之間某段真實間距的光子——太大或太小的，都會原封不動地擦身而過。當電子重新落下時，它發出的光子帶走的能量正好等於那段間距，因而也正好是那種顏色。由於每種元素的間距各不相同，它所發射和吸收的光子便勾勒出一組獨特的波長圖案。

這正是每一條譜線背後的引擎。一團熾熱的氣體以其元素專屬的顏色發出發射光子而發光；同一團氣體若冷冷地坐在一個更亮的光源之前，便會從路過的光中偷走恰好那些顏色，留下一道道暗的吸收缺口。同一種機制，兩副面孔——而整門解讀星光的學問，全都依託於它。