Якщо атом перебуває у збудженому стані, через деякий час він може спонтанно розпатися на нижчий енергетичний рівень, вивільняючи енергію у формі фотона, який випромінюється у випадковому напрямку. Цей процес називається спонтанним випромінюванням.
Коли ізольований атом збуджується у високоенергетичний стан, він зазвичай залишається в збудженому стані протягом короткого часу, перш ніж випромінювати фотон і здійснювати перехід до нижчого енергетичного стану.. Цей фундаментальний процес називається спонтанним випромінюванням.
Спонтанне випромінювання (СП) збудженого атома є найпростішим прикладом процесу, в якому відбувається взаємодія атома з електромагнітним полем (ЕМП). Перша теорія SE була сформульована Діраком у 1927 році, а потім Вайскопфом у 1930 році.. Сучасну версію цієї теорії див. напр., [1, 2].
Спонтанне випромінювання у вільному просторі залежить від коливання вакууму щоб почати. Хоча існує лише один електронний перехід із збудженого стану в основний, існує багато шляхів, якими електромагнітне поле може переходити з основного стану в однофотонний стан.
Спонтанний процес не вимагає зовнішнього джерела енергії. Якщо зміна ентальпії в реакції негативна, а ентропія позитивна відбудеться спонтанний процес.