Процесът на поглъщане на светлина (електромагнитно излъчване) се обяснява с квантовата механика, според която светлината е поток от елементарни частици, наречени фотони, които могат да бъдат абсорбирани само изцяло и в съответствие с принципите на квантовата механика. От принципа на запазване на енергията следва, че в процеса на поглъщане на фотоните неговата енергия зависи от честотата на светлината
ν
{\ displaystyle \ nu}
се предава материя:
Δ
E
=
з
ν
=
з
° С
λ
=
з
° С
ν
¯
,
{\ displaystyle \ Delta E = h \ nu = h {\ frac {c} {\ lambda}} = hc {\ overline {\ nu}},}
където:
з
{\ displaystyle h}
- константа на Планк,
° С
{\ displaystyle c}
- скорост на светлината във вакуум,
λ
{\ displaystyle \ lambda}
- погълната дължина на вълната,
ν
¯
{\ displaystyle {\ overline {\ nu}}}
- номер на вълната
ν
{\ displaystyle \ nu}
- вибрационна честота Фотон, носител на специфична енергия, може да взаимодейства с частици от материя, взаимодействащи електромагнитно помежду си, например електрон, взаимодействащ с ядрото на средния атом. Свободна неелектромагнитна частица, например Свободният електрон, не може да абсорбира фотон поради принципите на инерция и енергоспестяване, но може да абсорбира част от енергията при нееластичното разсейване на Комптон. Ако енергията на фотона е равна на енергийната разлика между всяко възбудено електронно състояние и състоянието, в което е електронът, обикновено това е основното състояние, тогава фотонът ще бъде погълнат. Когато енергията на фотона е различна, той или преминава през веществото безпрепятствено, или се разсейва. Енергията между състоянията на системата зависи от нейните вътрешни и външни взаимодействия и движение (ефект на Доплер).