振動光譜

拿起一排用彈簧連起來的小球，晃一晃：彈簧會伸長、壓縮、彎折，各有各的節律。分子的化學鍵正是如此，即使分子看上去靜止不動，它們也在不停地顫動。振動光譜所聆聽的就是這些顫動，因為一根鍵只能以某幾個允許的能量份額來振動，並吸收能量恰好等於躍遷間隔的光。

振動光譜研究的是分子量子化振動能級之間的躍遷——也就是化學鍵的伸縮和彎曲。這些能級間隔落在紅外區，所以這門技術主要由紅外光譜（探測吸收）和拉曼光譜（探測能量發生偏移的散射光）來實現。分子每一種獨特的振動方式稱為一個簡正模式，各自在自己的頻率上吸收，這個頻率由原子的質量和鍵的硬度共同決定。

它之所以寶貴，是因為振動頻率對分子究竟含有哪些鍵和基團極為敏感，因而是辨認材料、跟蹤化學反應的可靠手段。其中的微妙之處在於：紅外和拉曼看到的並不是同一些振動——一個模式只有改變偶極矩才會出現在紅外裡，只有改變極化率才會出現在拉曼裡，所以兩種技術互為補充，合起來才給出更完整的圖景。