分子光譜學

譜線

當你把光散成一道彩虹仔細看,往往會發現它並不平滑:在某些非常特定的顏色處,坐落著銳利的亮紋,或是暗縫。這些特徵中的每一個都是一條譜線——一個界限分明的單一頻率,物質在該處強烈地放出或吸入光。它是每一張光譜的基本構件,是分子歌聲中的一個個音符。

一條譜線標記著兩個能級之間的一次躍遷:當分子從一個能級跳到另一個時,它吸收或發射的光子恰好只有一個能量,因而只有一個頻率,因而是一條線。發射光譜中的一條亮線和吸收光譜中的一條暗線,若坐落在同一位置,對應的就是完全相同的那個能級間隔。一種物質產生的全部譜線合在一起是它獨有的,這正是譜線能充當指紋的原因。

譜線之所以重要,是因為它們的位置能辨認物質及其結構,而它們更精細的特徵還攜帶著額外的信息。一條譜線絕不會是無限細的:它有寬度,由分子的運動、碰撞等效應所決定;還有高度或面積,反映參與其中的分子有多少。把位置、寬度和強度合起來讀,便是把一張光譜轉化為化學的方式。

鈉路燈的明亮黃色來自一對挨得很近的譜線——著名的鈉雙線。天文學家在太陽的光譜中也找到這兩條同樣的線,只不過是暗的,他們正是藉此得知太陽大氣中含有鈉,而無需離開地球一步。

一條線,一次躍遷——光譜的基本單位。

在分子光譜中,單條譜線常常併入寬闊的譜帶,因為每一次電子或振動躍遷都伴隨著許多間距很近的轉動譜線。銳利的單線更常見於原子;分子則往往呈現出帶結構的譜帶。

又稱
spectral peakabsorption lineemission line谱峰譜峰