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Dans un atome, tous les électrons ont une énergie bien précise. Comme le montre la figure, ils occupent des niveaux d'énergie dont on connaît la valeur. Aucun électron ne peut se placer entre ces niveaux : c'est comme une bille qui a le choix entre plusieurs marches d'un escalier.
Les électrons peuvent gagner de l'énergie et sauter sur une «marche» plus haute. On dit que l'atome est alors dans un « état excité ».
L'électron peut aussi quitter l'atome en gagnant de l'énergie. L'atome est alors « ionisé ».