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如果受到某种外界的作用，电子与核之间的距离就会改变。
电子运动的轨道离原子核越远，电子所具有的能量就越大，因而原子的内能也越大；后之，电子运动的轨道离原子核较近，电子所具有的能量也越小。
在没有外界作用的情况下，一般来说，原子中的电子都尽可能沿着离原子核较近的一定轨道上运动。
电子绕着原子核运动的轨道的改变——电子与原子核之间的距离的改变，是不连续的，不能像电唱机针头在唱片上绕着电唱机轴运动那样连续变化。
原子物理研究告诉我们：电子在原子中呈壳层分布。
铀原子中的电子分布。
图中，圆圈表示电子分布的壳层，黑点表示该壳层上的电子。
原子中的电子只能在一个一个间隔开来的特定轨道上运动。
这样，原子的内能也就成为一档一档分开的，因而不能连续地变化，也就是说，原子内能值的变化是一系列不连续的值。
我们把分成一档一档的原子内能值叫做原子的能级，可以用能级图来表示。
图中，每一条横线代表一个能级，最低的能级E1叫做基级，代表的原子能量状态叫做基态，相当于电子在最小的轨道上运动。
往上去的其他能级，如E2、E3等叫做激发能级，代表的原子能量状态叫做激发态，相当于电子在各个较大的轨道上运动。
处于基态的原子受到外界的“剌激”
，如受到光的照射，受到电子或原子的撞击，便获得了能量，于是上升到较高的能级去，原子的这种能态的变化过程叫做激发过程；反之，处于高能级的原子也可以释放出一部分能量，而从较高的能级下降到较低的能级，或降低到基级，原子的这种能态的变化过程叫做跃迁过程。
在这两种过程中，原子所得到的能量，或原子所失去的能量，刚好等于两个能级之间的能量差。
我们在某一时刻观察某一种物质，并不是观察一个原子，而是数不清的大量原子构成的物质。
在这一时刻里，一个原子自然是只能处于某个一定的能级状态，所观察的大量原子中的各个原子却可能处于不同的能级上，因此观察到的是大量的、处于不同能级的原子的总情况。
如前面讲过的，我们拍摄一种原子光谱，比如氢光谱，可以观察到多条谱线。
这表明，我们观察到的结果，反映的是大量的原子分别从不同能级辐射跃迁到其他能级的情况。
光谱线的强弱反映出从相同的高能级辐射跃迁到低能级的原子数目的多少。
从同一高能级辐射跃迁到低能级的原子数越多，即同一条谱线的发光原子数越多，这条光谱线就越亮。
对于气体来说，大量的同类气体原子在运动的过程中，会互相碰撞，交换能量。
这样，有些原子就会被激发到高能级去，而另一些原子则处于低能级。
气体分子间彼此能量交换通常表现为热运动能量，当达到热平衡的时候，在气体的单位体积内处于各个能级上的原子数目的比值是一定的，换句话说，当热平衡时，在单位体积内的同类气体原子在各个能级上是按照一定的统计规律分布的。
具体说来就是，处于高能级的原子数比处于低能级的原子数少，而且，激发能级越高，处于这个能级上的原子数越少。
这种原子分布状态，叫做原子的正常分布。
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