Excitación, en física, adición de una cantidad discreta de energía (llamada energía de excitación) a un sistema -como un núcleo atómico, un átomo o una molécula- que provoca su alteración, normalmente desde el estado de menor energía (estado básico) a uno de mayor energía (estado excitado).
En los sistemas nucleares, atómicos y moleculares, los estados de excitación no están distribuidos de forma continua, sino que sólo tienen ciertos valores de energía discretos. Así, la energía externa (energía de excitación) sólo puede ser absorbida en cantidades correspondientemente discretas.
Así, en un átomo de hidrógeno (compuesto por un electrón en órbita unido a un núcleo de un protón), se necesita una energía de excitación de 10,2 electronvoltios para que el electrón pase de su estado básico al primer estado excitado. Se necesita una energía de excitación diferente (12,1 electronvoltios) para elevar el electrón de su estado básico al segundo estado excitado.
Del mismo modo, los protones y neutrones de los núcleos atómicos constituyen un sistema que puede elevarse a niveles energéticos discretos más altos suministrando las energías de excitación adecuadas. Las energías de excitación nuclear son aproximadamente 1.000.000 de veces mayores que las energías de excitación atómica. Para el núcleo del plomo-206, por ejemplo, la energía de excitación del primer estado excitado es de 0,80 millones de electronvoltios y la del segundo estado excitado de 1,18 millones de electronvoltios.
La energía de excitación almacenada en los átomos y núcleos excitados se irradia normalmente como luz visible de los átomos y como radiación gamma de los núcleos cuando vuelven a sus estados básicos. Esta energía también puede perderse por colisión.
El proceso de excitación es uno de los principales medios por los que la materia absorbe pulsos de energía electromagnética (fotones), como la luz, y por los que se calienta o ioniza por el impacto de partículas cargadas, como los electrones y las partículas alfa. En los átomos, la energía de excitación es absorbida por los electrones en órbita que se elevan a niveles de energía más altos y distintos. En los núcleos atómicos, la energía es absorbida por los protones y neutrones que se transfieren a estados excitados. En una molécula, la energía es absorbida no sólo por los electrones, que se excitan a niveles de energía más altos, sino también por toda la molécula, que se excita a modos discretos de vibración y rotación.