从经典电动力学的角度，若原子中，电子以向心加速度
围绕原子核运动，则加速运动的电荷会辐射电磁波，进而原子体系释放能量，电子的轨道半径
就会逐渐减小，从而向心加速度的大小
增加。即电子做加速度逐渐增加的向心运动，最后坍缩到原子核上，成为一堆中子。
另外，宏观世界主要是由大量多电子原子与相对稀少的多电子离子构成的，电子之间的斥力会使其有更大的几率发生碰撞，使原子解体！这样的话，宏观物体的力学性能也不「稳定」了。
显然，这与真实世界不符！这恰恰说明经典电动力学只适用于带电物质的波动性与电磁场的粒子性均可忽略的体系，而不适用于原子。（划重点）
我们知道，物理学中，任何物理理论都有被新的事实修正的可能，不能精确地解释和预测实际物理现象的理论没有任何物理意义。如果有新的现象不能利用已有的理论完美地解释，那么相应的理论就会被修正。这也是物理学得以发展的主要源动力。
对于微观尺度下的物理体系，经典物理预测的结果与事实相差非常大，远远超过可接受的误差范围。因而，必需利用量子物理对其进行研究。（划重点）
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事实上，原子跃迁是一种量子物理现象，不能用经典物理学来审视。这是因为量子物理中，物质并没有确定的运动轨迹，只有在某一位置所出现的概率（划重点），一般用波函数
来描述。波函数的模的平方被定义为概率密度：
其中，波函数可以通过薛定谔方程
进行求解。这个方程在量子力学的地位，相当于牛顿第二定律在经典力学的地位。
真实的原子并不像太阳系那样，电子受到原子核的库仑力，从而绕核做圆周运动。用牛顿运动定律对原子进行求解并没有什么意义。（划重点）
量子物理中，原子跃迁即为原子处于高能级时，受到各种扰动，从而放出能量，通常以光子的形式放出。跃迁的过程，只是原子内部电子在某一位置所出现的概率的改变（划重点）。将距离原子核不同位置电子的概率密度，通过作图的方法来形象描述，称为电子云。
由于原子的能量是量子化（离散）的，因此高能级原子辐射出的光子能量只能是任意两能级的能量差。并且原子光谱也是分立的线状谱。（划重点）
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那么，高能级原子向低能级跃迁，并且以电磁波的形式产生自发辐射的根本原因又是什么呢？
这就涉及到量子物理学的基本框架了。我们知道，在经典物理学中，真空被认为是「没有任何物质的空间」。但是，量子物理学中，真空态是发现任何粒子或任何模式的场量子的几率为 0 的状态。同时，它也是物理上能量最低的状态。尽管粒子数在真空态中为 0，然而粒子的一些其它性质将仍然存在，并具有某种量子不确定性。根据海森堡不确定性原理
，真空可以在极短的时间内，突然产生一些虚粒子[1]。譬如，根据能量守恒定律、动量守恒定律、电荷守恒定律，可以是电子与正电子，也可以是两个光子。随后，一些反粒子与其湮灭。（划重点）
就在产生到湮灭的
时间内，我们可以观测到真空中所蕴含的基态能量
，这就是所谓「零点能」。在量子物理学中，零点能一般记作
。
将电磁场量子化之后，可以计算出：
任意光子数态下，对单模电磁场，电场强度的平均值
。
但电场强度平方（即波动光学中，光强的定义）的平均值
，一般不为 0。
其中，归一化算符
具有电场量纲，并相当于「每个光子」的电场强度的大小。上标
表示驻波。
电磁场的量子涨落，可以利用方差
来描述。
由上述讨论可知，当电磁场处于真空态
时，尽管电矢量的平均测量值为
，但电矢量平方的平均值一般也不为
（划重点），对应的涨落称为真空涨落。注意这里的「平均值」是指量子力学中大量统计平均，而不是时间平均值。
正是由于量子电磁场真空涨落对原子的扰动，导致了高能级的原子可以向低能级跃迁，并辐射光子。[2]（划重点）