Известно, что переход атома из возбужденного состояния в невозбужденное может сопровождаться испусканием кванта света (фотона). При этом фотон уносит энергию возбужденного атома.

Если испущенный фотон проходит через объем, содержащий такие же атомы, как атом, явившийся источником излучения, но находя­щиеся в невозбужденном, или, как говорят, в основном состоянии, то фотон может поглотиться одним из атомов, а атом перейдет в возбужденное состояние. Такой процесс называется резонансным поглощением фотона. На рисунке 3.1 схематически изображен этот процесс. Е обозначает энергию возбужденного состояния атома. Процесс резонансного поглощения оказывается возможным потому, что энергия фотона, испущенного атомом-источником, совпадает с энергией, необходимой для перевода в возбужденное состояние атома-поглотителя. Образно говоря, источник и приемник излуче­ния настроены на одну и ту же резонансную частоту. Причем эта частота (энергия фотона) фиксирована и определяется энергией возбужденного состояния Е. Если в качестве поглотителя взять не такие атомы, как в источнике, то источник и приемник будут настроены на разные частоты и поглощения фотонов не произойдет. Пока что мы говорили об испускании и поглощении атомами фотонов (квантов света). Совершенно аналогичное явление может происходить с атомными ядрами. Только в этом случае вместо пе­рехода между возбужденным и невозбужденным состояниями атома имеет место переход между возбужденным и невозбужденным со­стояниями ядра. При этом единственная разница между резонанс­ным поглощением квантов атомами и атомными ядрами заключает­ся в том, что энергия возбужденных ядерных состояний гораздо больше, чем энергия возбуждения атомов. Поэтому кванты, испу­скаемые возбужденными ядрами (их принято называть гамма- квантами), имеют гораздо большую энергию и частоту, чем фотоны. Это обстоятельство, как мы увидим ниже, приводит к очень существенным следствиям.