La vibración de las partículas atómicas, incluidos los electrones y los núcleos, es un fenómeno cuántico. Es decir, hay niveles discretos de energía de vibración sin “en medio”. Por lo tanto, un electrón en la “nube de electrones” alrededor del núcleo de un átomo, (generalmente un electrón cuyo estado fundamental se encuentra en el nivel de energía más alto de esa nube) saltará a un nivel de vibración más alto (un nivel de energía más alto), cuando recibe energía desde fuera del átomo (ya sea por la absorción de un fotón o por recibir energía cinética de otro átomo que entra y luego deja ese campo electro-magnético de átomos). El cambio en el nivel de vibración es como el cambio en el tono (es decir, la tasa de vibración) de una cuerda de guitarra cuando cambia los trastes. No es como el cambio de tono de una cuerda de violín cuando desliza el dedo de una posición a otra.
Investigaciones recientes también han encontrado que los átomos en la superficie de un objeto sólido vibran a velocidades específicas (frecuencias), pero no a velocidades intermedias. Por supuesto, la temperatura del objeto es una medida de la tasa de vibración promedio de las moléculas que están en contacto con el dispositivo de medición.