物質を作っている原子は、原子核と電子でできている。電子は原子核の周りをそれぞれ異なった距離で回っている。距離が大きいほど、その電子のエネルギーは大きい。
ある電子が内側の軌道に移ると、そのエネルギーは失われる。このエネルギーは光子（光の量子）として解放され、光の波長を決める。すなわち、電子がエネルギー準位を1つ落とすよりも2つ落とした方が失われるエネルギーは大きく、その分だけ短い波長の光子を発生させる。
これらの多様な波長が全体として、その原子に特有の発光スペクトルを生成する。その発光スペクトルを調べることで、それを生み出した原子の種類もわかる。
図：光ができる原理
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