世界真奇妙：激光竟然有那麼優異的品格，有那麼高強的本領，廣受青睞，處處建功。其實，自然界的事物都有其內在規律。凡事問一個為什麼，刨根問底，查明機理，才能獲得真知。那麼，激光的天賦和才能是怎麼來的呢？
人們經過長期的研究和實踐，發現各種各樣的發光現象都與光源內部原子的運動狀態有關係。為了揭開發光現象的謎底，人們對原子的結構和運動狀態做了大量的研究。原來，原子的結構，很像我們這個太陽係。我們知道，太陽係是由一個太陽和水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星9大行星組成的。太陽居於中心，9大行星分別在自己的軌道上環繞著太陽運行。原子的結構也是這樣，它是由一個原子核和一些電子組成的，這些電子沿著一定的軌道，繞著原子核永不停止地旋轉。其中，原子核帶有正電荷，電子帶有負電荷。不同元素的原子，核外電子的數目是不同的，但原子核所帶的正電荷和所有的核外電子所帶的負電荷總是恰好相等的，因此，整個原子呈中性。
原子結構最簡單的是氫原子，它的核外隻有一個電子。其它元素的原子結構就比較複雜了。例如，氦原子中有兩個電子，矽原子中有14個電子，銀原子中有47個電子，鈾原子中有92個電子。
這裏，我們以氫原子為例剖析一下原子內部的運動狀態。氫原子的原子核帶有一個電子電量的正電荷，原子核外那個電子帶有一個電子電量的負電荷。一個電子電量是一個電子帶有的電荷數量，是電荷的最小單位，數值為e=1.60×10——19庫侖。原子核的正電荷與電子的負電荷數量相等，它們之間存在著靜電吸引力。電子在靜電吸引力的作用下，繞著原子核不停地運轉著。
電子在繞原子核運動時有兩種運動趨向：一是電子繞核轉動時有離開核的趨向；二是電子受核的正電荷吸引力作用而有靠近核的趨向。當這兩種作用達到相對平衡時，電子與原子核之間保持一定距離，也就是說，電子能夠沿著一定的軌道而運動。電子繞著原子核轉圈子運動，具有一定的能量，叫做動能；電子被原子核吸引著，保持在一定的軌道上，具有另一種能量，叫做位能，動能和位能之和就是原子的內能。當電子與核之間的距離保持不變時，原子的內能不會改變。如果受到某種外界的作用，電子與核之間的距離就會改變。電子運動的軌道離原子核越遠，電子所具有的能量就越大，因而原子的內能也越大；後之，電子運動的軌道離原子核較近，電子所具有的能量也越小。在沒有外界作用的情況下，一般來說，原子中的電子都盡可能沿著離原子核較近的一定軌道上運動。
電子繞著原子核運動的軌道的改變——電子與原子核之間的距離的改變，是不連續的，不能像電唱機針頭在唱片上繞著電唱機軸運動那樣連續變化。原子物理研究告訴我們：電子在原子中呈殼層分布。鈾原子中的電子分布。圖中，圓圈表示電子分布的殼層，黑點表示該殼層上的電子。原子中的電子隻能在一個一個間隔開來的特定軌道上運動。這樣，原子的內能也就成為一檔一檔分開的，因而不能連續地變化，也就是說，原子內能值的變化是一係列不連續的值。