Принцип многих устройств для определения характеристик заключается в том, чтобы заставить электроны взаимодействовать с веществами, которые необходимо обнаружить, возбуждать вторичные электроны или совершать переходы и обратные переходы на атомных уровнях, а также высвобождать характеристическую энергию.