当气体或者特定元素在气体中吸收能量可以发出特定波长的光，能级之间的跃迁是气体激发产生光的原因。
我们以钠元素的电子跃迁为例，简单分析一下钠元素是如何发光的。如图所示为钠的能级图以及可能的跃迁，我们注意到有两个特殊的能级2.103eV和2.105eV。当钠的电子被激发到高能态跃迁到基态的时候，大多数都要经过P态，因此钠发出的光便是图中的10和11号线，即588.99nm和589.59nm，对应的是黄色光。
钠能级跃迁图
焰色反应，是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时被激发到高能态，在返回基态时发出特征波长的光使火焰呈现特殊颜色。
常见的元素焰色反应对应的颜色
焰色反应
我们也可以根据气体激发产生颜色来制作照明设备。在18世纪科学家在摇动水银时发现水银柱上方的真空区域看到绿色辉光，这是由于水银原子被摇动产生静电导致的结果。后来发现在真空管中充入少量惰性气体并在两端加电压，发出不同颜色的光，例如氦产生黄光，氖和氩产生红光，氪产生浅紫色光，氙产生蓝色光，并根据此生产出了霓虹灯。其实其它气体例如二氧化碳等也会发光，但一般不会用，因为其它气体会和电极反应。
生活中的日光灯也是由于水银蒸汽而发光。但水银蒸汽发出的光主要是黄色、绿色和蓝紫色部分，但为什么我们平常见到的是白色光呢。因为在灯管涂上了钨酸镁、硅酸锌等磷光体，使其吸收某些紫光和紫外光并放出低能的可见光。由图可以看出，荧光灯比水银蒸汽灯的发光曲线更加平滑 ，整体与钨丝灯比较接近。
水银蒸汽灯与荧光灯发光曲线
下面是一组平常照明设备的发光效率对比，我们可以看到白炽灯的效率最低，而钠蒸汽灯效率最高，其次是荧光灯。所以我们会看到户外的路灯都是放出橙黄色的光的钠蒸汽灯，并且日常生活中的照明大都是荧光灯。白炽灯消耗的能量大多用来发热，很少一部分转化成光，因此最不节能。
常见照明光源效率
不止日常照明，平常见到的电弧、闪电和极光也是由于气体激发产生的。
今天我们了解到了气体激发后跃迁到基态而发光，那么当我们看到大片的水或者冰山是淡蓝色的，这又是什么原因呢。下期我们会通过《振动与转动产生的颜色》来解释这个问题。
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