一切物质都是由元素的原子所组成。各种不同元素的原子都在原子中心有一个带正电荷的原子核，其电荷数等于原子序数。原子全部的质量几乎都集中在原子核里，核外有电子绕核运动。不同的原子核其大小和周围电子的数目都不同。核上带有阳电，其电荷为

E=ze

    其中z是原子序数，e是每一个电子的荷电量并且核外电子也等于2个，所以原子在正常状态下是中性的。原子核外的z个电子在一定的轨道上运动着，好像太阳系的每个行星围绕太阳运动一样。这些运动的轨道分为许多层，在接近核的最里面的第一层叫K层，K层外第二层叫L层，依次类推，外面还有M，N，O，P，Q等层。每一个层上最多可能容纳的电子数为2m2个，m为层数，所以，K，L，M，N………·等层上可容纳的电子数分别为2，8，18，32个。部不同元素的原子里的电子都遵从能量最低原理，分布在这些层的轨道上运动。在最外层轨道运动的电子，叫做价电子。在化学反应里参与作用的就是这些价

电子。光谱的产生也是价电子运动产生的。

    原子在正常情况下，价电子和其他电子一样都在一定的轨道上运动着，这时原子具有定最小的能量E。当这个原子在分析间隙中被高速运动的粒子碰撞时，获得一部分能量（当碰撞是非弹性时），这一部分能量就足以使原子的价电子由原来运动的轨道移向另一离核更远的轨道上运动。这个原子因获得一部分能量，此时具有能量E＇，这就叫做原子被激发。由于被激发的原子是很不稳定的，大约在激发并停留10～。秒后，原子又恢复正常状态。电子由激发后的轨道回到原来的轨道，黑在每二个轨道间跃迁时，原子以光的形态释放出一部分能量，其光的波长以下式表示：

入=hc/E2-E1

式中  入——波长；

       h——普朗克常数的面；

       c一一光速；

    E2，E1分别为原子在其电子跃迁前和跃迁后所具有的能量。

    因为原子中电子可以跃迁的轨道很多，除K，L，M，N……等层外，在每一层中还有许多相当于分层的轨道。所以，原子被激发后，其电子可以有许多不同的跃迁，因此产生许多不同波长的光。在分析问隙中，被激发的某一元素的原子数目是很多的，它们被激发的情况也不相同：有的被激发到具有较高的能量，有的则较低，因而它们所产生的光的波长也是多种多样的。这些不同波长的光经过摄谱仪分光记录在感光板上，就可得到元素的光谱，进行元素的定性和定量分析。