Veepinnal vitsakest vibutades tekitame vee pinnalaineid. Makrofüüsikast teame, et samalaadselt levitavad võnkuvad elektrilaengud elektromagnetlaineid (seda teeb nt kõrgsagedusvool raadiosaatja antennis). Aatomi mikroilma käsitledes oleme seevastu tõdenud, et valguse mikrovälgatusi lähetatakse aatomist kvantsiiretel, üleminekutel energiatasemete vahel. Seejuures ei vihjatud mingitele võnkumistele. Ometi on valguski elektromagnetlainetus. Kas siis elektromagnetlainete kiirgumine makro- ja mikrotasandil on täiesti erinevad protsessid, millel pole midagi ühist? Või on siiski?
Võnkumine on olemuselt perioodiline kohavahetus. Elektroni “koht” aatomis on tema leiulaine. Mikrofüüsikas, kvantfüüsikas seda täpsemalt piiritleda ei saagi. Järelikult tuleb kvantsiiret käsitada kui elektroni võnkumist ühest seisulainest teise, ühest elektronpilvest teise (joon.12.1).
Võib ka kujutleda, et kvantsiirde jooksul asub elektron korraga kahes seisulaines. Ainult tõenäosused teda leida ühest või teisest lainest muutuvad siirde käigus: alul on maksimaalne tõenäosus teda tabada ühes, siirde lõpuks aga teises seisulaines. Kvantsiire on protsess, mis toimub lõpliku ajavahemiku jooksul, mitte lõpmata nobe hüpe.
Seda näeme ka täpsuspiirangust ΔEΔt > h: kui kiirgumisaeg Δt läheneks nullile, peaks ΔE → ∞, ja spektrijoon oleks energiaskaalas lõpmata lai. Tegelikud spektrijooned on üsna kitsad kriipsud (vt. nt. joon. 3.3 ja 3.5), kuigi ka neil, nagu täpsemad uuringud näitavad, on oma lõplik laius, mis võib eri joontel tunduvalt erineda. On ju nii, et kui jooned oleks lõpmata kitsad (ΔE → 0), peaks aatomite kiirgusaktid kestma lõpmata kaua (Δt → 0).
Teisipidi, samast täpsuspiirangust saab joonte laiuse järgi hinnata ka kiirgussiirde kestvust Δt. Osutub, et see on suurusjärgus 10-9 – 10-8 sekundit. Üpris lühike aeg muidugi, aga mitte mikromaailma mõõtkavas. Kui arvestada, et valguse võnkesagedus on umb. 1014 Hz, leiame, et selle ajaga jõuab toimuda sadu tuhandeid kuni miljoneid valgusvõnkeid kiiratavas valguslaines. Käsitades kiiratavat footonit lainejadana, tõdeme, et temasse “mahub” 105 – 106 üksikvõnget temale vastavas laines sagedusega f = c/λ, mis määrab footoni kui osakese energia hf. Kiirgamisaega Δt võib tõlgendada ka kui aatomi ergastatud seisundi iga, kestvust. Et kiirgumine on protsess, toimus, siis võib ea mõiste rakendamine siin tunduda võõristav. Ehk aitaks võrdlus kulleriga, kes saalib kahe linna vahet. Siis võiks seisundi iga vastandada kulleri ametisoleku ajale.
Valguse (footoni) neeldumist võib vaadelda samalaadselt, ainult siis lähtub protsess madalamale energiatasemele vastavast seisulainest (orbitaalist) ja lõpeb suurema energiaga orbitaalil. Ka footoni neeldumisakt toimub lõpliku aja jooksul, mitte momentaanselt.
Nii oleme ka kiirgusprotsessides leidnud silla makro ja mikro vahel.
Kui silmitseda joonspektrite pilte raamatuis, võib näida, et kõik jooned on enamvähem ühesuguse heledusega. See mulje on väär. Vaadeldes spektrijooni lihtsaimaski spektroskoobis, näeme, et mõned jooned on silmatorkavalt heledad, teised nõrgemad, kolmandad vaevumärgatavad. Tähendab, mõne energiaga footoneid kiiratakse tihti, teisi harva; mõnede siirete tõenäosus (toimumissagedus) on suur, teistel väike. Täpsuspiirangu varal hinnates tuleb välja, et eredaid jooni annavad siirded, mis lähtuvad lühiealistest (10-9 – 10-8 s) seisunditest, kahvatuid – pikaealistest, nt 10-3 s. Pikaealisi tasemeid nimetatakse metastabiilseteks (poolstabiilseteks – päris stabiilne on üksnes põhiseisund). Laserites on aatomite metastabiilsed tasemed nendeks vahejaamadeks, kuhu, piltlikult öeldes, kogutakse elektronid ootama märguannet hüppeks, mis vallandab kiirguslaviini.
Siirdetõenäosuste suur erinevus tuleneb looduses üldkehtivatest jäävusseadustest. Kiirgussiiretel peab lisaks energia jäävuse seadusele hf = Ek – Em, olema täidetud impulssmomendi (pöördeimpulsi) jäävuse seadus. Viimane nõuab, et
(aatomi impulssmoment algseisundis) = (aatomi impulssmoment lõppseisundis) + (footoni impulssmoment).
Kvantarvude keeles: toimuvad üksnes siirded, mille käigus kvantarvu l muutus Δl = ± 1. Kui see nõue pole täidetud, on elektronsiire “keelatud” ehk “ei vasta valikureeglitele”. Seepärast ei leiagi me spektritest mõnede energiatasemete vahedega klappivaid jooni. Nõrgad jooned ilmuvad siis kui aatomis on toimimas vastastikmõjusid, mis leevendavad valikureeglite rangust. Valikureegli Δl = ± 1 kõrval on teisigi, keerukamaid.