Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Los átomos constituyen los componentes básicos de todos los materiales que existen. En estos átomos, hay una porción central llamada núcleo (N en la Figura 1) que consta de protones y neutrones, alrededor de la cual giran las partículas llamadas electrones. A continuación, cabe señalar que todos los electrones que constituyen el material considerado no giran a lo largo de la misma trayectoria. Sin embargo, esto ni siquiera significa que sus caminos revolucionarios puedan ser aleatorios. Es decir, cada electrón de un átomo en particular tiene su propio camino dedicado, llamado órbita, a lo largo del cual gira alrededor del núcleo central. Son estas órbitas las que se conocen como niveles de energía de un átomo.
Esto se debe a que cada uno de ellos posee una cantidad dedicada de energía que se expresa en términos de un múltiplo integral de la ecuación 
donde h es la constante de Planck y υ es la frecuencia.
La Figura 2 muestra la energía finita que poseen los diferentes estados de energía (y por lo tanto todos los electrones presentes en ellos) en electronvoltios (eV). En la figura, se puede ver que la energía de los electrones aumenta a medida que uno se aleja del centro del átomo . Por ejemplo, un electrón en el primer estado energético (E 1 ) tiene una energía de -13,6 eV, que en el segundo (E 2 ) posee una energía de -3,4 eV y así sucesivamente. Continuando así, se puede alcanzar un nivel en el que la energía se convierte en 0 eV, es decir, el nivel de energía E ∞ .
Ahora suponga que estamos suministrando energía externa (podría ser de alguna manera incluida la de la luz) al material. Esta energía suministrada será absorbida por los electrones presentes en los átomos que constituyen el material. Sin embargo, no se permite que los electrones absorban la cantidad de energía que deseen. Esto se debe a que, si un electrón absorbe algo de energía, su energía neta cambia. Esto a su vez significa que el electrón ya no puede permanecer en su nivel de energía original. Digamos, por ejemplo, que un electrón en el estado de energía E 1 absorbe 4 eV de energía. Al hacerlo, la energía neta del electrón aumentaría 
por lo que ya no puede permanecer en el nivel de energía E 1que tiene su energía como -13,6 eV. Además, no puede ver ningún otro nivel que tenga una energía equivalente a la que tiene. ¡Esto hace que pierda el rumbo!
Por otro lado, si este electrón absorbe energía de 10.2 eV, entonces su energía aumentada sería 
Esto no es más que la energía que posee el nivel E 2 , lo que significa que el electrón que antes estaba en E 1 ahora está en el nivel de energía E 2 . En otras palabras, decimos que este electrón ha hecho una transición del nivel E 1 al nivel E 2 que a su vez conduce a un átomo excitado. Sin embargo, el electrón no puede permanecer en este estado inestable por mucho tiempo. Pronto volverá a su estado original haciendo una transición del nivel E 2 al nivel E 1.. Pero un punto importante a destacar aquí es el hecho de que mientras lo hace, el electrón emite una energía de 10,2 eV (que es la misma que la absorbida) en forma de ondas electromagnéticas.
A partir de la discusión presentada, es evidente que a los electrones se les permite absorber (o, de manera equivalente, emitir) solo cantidades cuantificadas de energía. La cantidad de esta energía no es más que la diferencia en las energías de los niveles entre los cuales ocurre la transición. A continuación, en la Figura 2, se ve que esta diferencia entre los estados de energía continúa disminuyendo a medida que uno se aleja de E 1, es decir … 
Esto significa que los electrones en las capas más externas requieren menos cantidad de energía para excitarse que los presentes en el conchas más internas. Esto está de acuerdo con el hecho bien conocido de que los electrones presentes cerca del núcleo están fuertemente unidos a los átomos en lugar de los que están presentes lejos de él.
Aunque hemos explicado el proceso de excitación, el mismo modo de argumentación es válido incluso para el caso de la liberación, ya que podemos suponer que el electrón cuando se excita al nivel de energía con una energía de 0 eV (E ∞ ) , estaría completamente libre de la fuerza de atracción del núcleo del átomo. Son estos electrones libres los que contribuyen a la conducción en el caso de materiales como los metales.
