Odpowiedź skrócona: W trakcie wzbudzania elektronu jego funkcja falowa jest sumą funkcji falowych stanu początkowego i końcowego, pomnożonych przez współczynniki zmieniające się w trakcie przejścia tak, że stan elektronu zmienia się stopniowo od stanu początkowego do końcowego. Taka funkcja falowa opisuje drgania ładunku elektronu zachodzące w kierunku i z częstością określonych przez funkcje falowe stanu początkowego i końcowego. Czas przejścia zależy od natężenia fali (maleje ze wzrostem natężenia). Pole elektryczne fali powinno drgać w takim kierunku i z taką częstością, jakie charakteryzują drganie ładunku elektronu w stanie przejściowym.

Dyskusja szczegółowa: Pytanie dotyka wielkiego bogactwa zjawisk z dziedziny optyki kwantowej, z konieczności odpowiedź jest bardzo uproszczona. Rozważmy ten problem na przykładzie dwóch stanów elektronu w atomie wodoru: stanu podstawowego 1s i stanu wzbudzonego 2p_z. W stanie 1s elektron jest opisywany funkcją falową sferycznie symetryczną, zanikającą wykładniczo w miarę oddalania się od jądra. Funkcję falową stanu 2p_z można sobie wyobrażać jako chmurę powstałą przez obrót ósemki dookoła pionowej osi (którą przyjmujemy za oś z), przy czym w górnej części (z > 0) funkcja falowa ma przeciwny znak niż w części dolnej (z < 0).

Dla uproszczenia zjawisko rozważymy w tak zwanym przybliżeniu kwaziklasycznym, to znaczy opisując atom według mechaniki kwantowej (przy użyciu funkcji falowej), natomiast falę elektromagnetyczną wywołującą przejście między dwoma stanami atomu będziemy traktować klasycznie. Oba stany (podstawowy i wzbudzony) są stanami stacjonarnymi, to znaczy rozkład prawdopodobieństwa znalezienia elektronu nie zmienia się w czasie bez zewnętrznego zaburzenia. Jeżeli jednak utworzymy stan stanowiący kombinację liniową stanów stacjonarnych (sumę obu funkcji falowych pomnożonych przez współczynniki liczbowe) to na ogół nie jest to już stan stacjonarny. Ładunek elektronu w takim stanie wykonuje drgania o częstości proporcjonalnej do różnicy energii stanów stacjonarnych. Forma drgań ładunku zależy od funkcji falowych obu stanów, w przypadku przejścia 1s – 2p_z drgania te zachodzą wzdłuż osi z.

Gdy na elektron w stanie podstawowym pada fala elektromagnetyczna o częstości równej częstości takich drgań, to elektron przejdzie w stan niestacjonarny ze stopniowo zwiększającym się współczynnikiem określającym wkład stanu wzbudzonego: od zera do jedności, podczas gdy wkład stanu podstawowego będzie malał od jedności do zera. Czas trwania takiego procesu zależy od natężenia fali elektromagnetycznej: im jest ono większe, tym szybciej wzbudzenie zachodzi. Aby elektron pozostał w stanie wzbudzonym musimy w momencie jego osiągnięcia wyłączyć falę elektromagnetyczną, w przeciwnym razie będzie ona wymuszała powrót do stanu podstawowego, po czym cały proces zacznie się powtarzać. Warunek zgodności częstości fali elektromagnetycznej z częstością drgań ładunku jest równoważny zgodności energii fotonu z różnicą energii stanu podstawowego i wzbudzonego (współczynnikiem przeliczenia jest stała Plancka). Oprócz zgodności częstości kierunek drgań pola elektrycznego fali powinien być zgodny z kierunkiem drgań ładunku w stanie niestacjonarnym – w naszym przykładzie oznacza to, że najskuteczniej będzie pobudzała fala spolaryzowana liniowo w kierunku osi z.

Pominięte elementy – m. in.: kwantowa natura fali elektromagnetycznej; inne oprócz fali elektromagnetycznej zaburzenia, które mogą m. in. prowadzić do dekoherencji; inne typy przejść optycznych oprócz omawianego tu przejścia elektrycznego dipolowego.