Le schéma ci-dessus indique grossièement ce qui se produit au niveau d'un atome quand il est traversé par une onde électromagnétique. Dans le premier cas, l'atome (qui peut également être une molécule) est de taille bien plus petite que la longueur d'onde de la composante lumineuse rouge qui le traverse. Aussi, au moment où celle-ci passe à proximité de l'atome, elle est dans un état de polarisation qui varie peu durant son passage.
La polarisation crée une différence de potentiel au niveau de l'atome, les protons du noyau (charge positive) étant attirés par les potentiels décroissants et les électrons (charge négative) étant attirés par les potentiels croissants. Le noyau, qui représente plus de 99,9% de la masse de l'atome, est « trop lourd » pour rester en mouvement. Le nuage des électrons, en revanche, est quant à lui attiré en direction des potentiels croissants formés par l'onde. Puisque ce sont les électrons des atomes qui sont responsable de la propagation de l'onde - par échanges de photons - cette propagation est légèrement décalée du centre du noyau de l'atome traversé.
Par exemple, si à un instant t, une onde est polarisée avec les potentiels croissants en direction du nord, les électrons sont à ce moment même attirés en direction du nord. Aussi, au niveau d'un atome, l'interception puis la réémission du photon se fera le plus probablement au nord du noyau. Aussi, à la suite d'une série d'échange de photons en cascade, d'atomes en atomes, les composantes de l'onde se retrouvent de plus en plus décalées de son axe.
Le phénomène s'amplifie d'autant plus que la polarisation est forte (d'autant plus que la différence de potentiel est d'amplitude élevée). La polarisation est d'autant plus forte que l'onde transporte d'énergie. L'onde transporte d'autant plus d'énergie que sa fréquence est élevée (E = h × f) ou bien que sa longueur d'onde est courte. Ainsi, le phénomène de décalage ou déviation d’axe d’origine est d'autant plus accentué que la longueur d'onde est courte.