一束高能粒子(射线)在与原子的相互作用下,如果其能量大于或等于原子某一轨道电子的结合能时,可以将该轨道的电子逐出,形成空穴;此时原子处于非稳定状态,在极短的时间内,轨道的外层电子向空穴跃迁,使原子恢复至稳定状态。
那么,在外层电子跃迁的过程中,两个壳层之间的能量差就以特征X射线的形式溢出原位于某壳层的电子被激发称为某系激发,产生的特征荧光X射线辐射称为某系谱线。实际的物理过程十分复杂,例如L层有三个支能级,其中L1能级稳定,不产生跃迁,电子会由LII、LIII向K层跃迁,分别产生Kα1和Kα2。