Selon la théorie, un atome excité retournerait à son état fondamental en émettant un photon de lumière. En effet, l’atome excité est dans un état d’énergie plus élevé que l’état fondamental et la différence d’énergie entre les deux états est égale à l’énergie du photon émis. La longueur d'onde du photon émis est inversement proportionnelle à son énergie, donc la couleur de la lumière émise dépend de la différence d'énergie entre les états excité et fondamental.