プランクの法則
N i N j = N i / N N j / N = P i P j = g i g j exp  ( − E i − E j k T ) {\displaystyle {\frac {N_{i}}{N_{j}}}={\frac {N_{i}/N}{N_{j}/N}}={\frac {P_{i}}{P_{j}}}={\frac {g_{i}}{g_{j}}}\exp \left(-{\frac {E_{i}-E_{j}}{kT}}\right)}
となる。ここで特定の2準位 Em、En (Em > En)での輻射場の吸収、放出を考える。下側準位 En にある原子は輻射場の吸収によって上側準位 Em に励起するが、その単位時間当たりの遷確率 Rnm は下側準位にある原子数と輻射強度に比例し、
R n m = B n m u ( ν , T ) N n {\displaystyle R_{nm}=B_{nm}u(\nu ,T)N_{n}}
と表される。この吸収過程は誘導吸収と呼ばれる。逆に上側準位 Em にある原子は輻射場の放出によって、下側準位 En に遷移する。放出の過程には周囲に輻射場が存在せずとも生じる自然放出と輻射場によって誘起される誘導放出が存在する。自然放出は上側準位の原子数、誘導放出は上側準位の原子数と輻射強度の積に比例することから、下側準位への遷移率 Rmn は
R m n = A m n N m + B n m u ( ν , T ) N m {\displaystyle R_{mn}=A_{mn}N_{m}+B_{nm}u(\nu ,T)N_{m}}
と表される。平衡状態では詳細釣り合いの条件 Rmn=Rnm が成り立つことから、