【中華百科全書●科學●分子紅外線光譜】
紅外線是指波長約700mm.～20000mm.部分。
外紅外線波長更大，約20000mm.～100000mm.之間。
分子的紅外線多由分子的振動而產生，而外紅外線是因為轉動能階的躍遷。
光譜線的頻率可用波爾定律來計算：(見方程式1)。
此中Ei和Ef是躍遷前後能階的能量h是薄朗克常數。
假若Ef比Ei大，稱為吸收光譜，相反的稱為放射光譜。
雙原子的分子﹝如一氧化碳CO﹞的振動能階結構比較簡單；
祇有一個簡正振動方式﹝ModeofVibration﹞﹝圖一﹞。
振動方向平行於分子軸，因而產生一個電偶極子﹝ElectricDipole﹞。
圖二表示兩原子間的距離與位能的關係。
圖中所示的曲線的下半部與拋物線近似，其運動稱為簡諧運動。
其能量是：(見方程式2)，n是從零算起的正整數，稱為量子數，v是振動頻率。
簡諧運動電偶極子放射或吸收的選擇定則是(見方程式3)即是說躍遷後，能階只可以升高或下降一級。
圖二中能階分隔隨n增大而縮小，這是因為非簡諧性的修正﹝可以用Morse位能來計算﹞。
假若把此修正一併算進去，△n可以大於一。
因為轉動能階分隔遠較振動的為窄，很多轉動能可以同時被激發。
其選擇定則是△J＝±1，J是轉動量子數，也是從零算起的正整數。
圖三所示是典型的雙原子分子的紅外線光譜，其中見△J＝－1的稱為P支譜，見△J＝＋1的稱為R支譜。
多原子的分子振動比較複雜，可以具有多個獨立的簡正振動方式。
每個方式有其特有的頻率，而且可以同數被激發。
圖四顯示線性分布的三原子分子﹝如CO2﹞的四個獨立簡正振動態。
其中圖四(b)不產生電偶極子。
圖四(c)表示兩個簡併性﹝Degenerate﹞振動，虛線與實線代表在兩個互相垂直的平面上振動。
此種振動都可以在垂直於分子軸的方向上產生電偶極子，其選擇定則是△J＝0或±1。
△J＝0的譜線稱為Q支譜。
上述的是紅外線光譜的一般情況，複雜的分子不在討論範圍之內。
(吳義雄)
引用：http://ap6.pccu.edu.tw/Encyclopedia/data.asp?id=9643
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