分子光谱学

谱线

当你把光散成一道彩虹仔细看,往往会发现它并不平滑:在某些非常特定的颜色处,坐落着锐利的亮纹,或是暗缝。这些特征中的每一个都是一条谱线——一个界限分明的单一频率,物质在该处强烈地放出或吸入光。它是每一张光谱的基本构件,是分子歌声中的一个个音符。

一条谱线标记着两个能级之间的一次跃迁:当分子从一个能级跳到另一个时,它吸收或发射的光子恰好只有一个能量,因而只有一个频率,因而是一条线。发射光谱中的一条亮线和吸收光谱中的一条暗线,若坐落在同一位置,对应的就是完全相同的那个能级间隔。一种物质产生的全部谱线合在一起是它独有的,这正是谱线能充当指纹的原因。

谱线之所以重要,是因为它们的位置能辨认物质及其结构,而它们更精细的特征还携带着额外的信息。一条谱线绝不会是无限细的:它有宽度,由分子的运动、碰撞等效应所决定;还有高度或面积,反映参与其中的分子有多少。把位置、宽度和强度合起来读,便是把一张光谱转化为化学的方式。

钠路灯的明亮黄色来自一对挨得很近的谱线——著名的钠双线。天文学家在太阳的光谱中也找到这两条同样的线,只不过是暗的,他们正是借此得知太阳大气中含有钠,而无需离开地球一步。

一条线,一次跃迁——光谱的基本单位。

在分子光谱中,单条谱线常常并入宽阔的谱带,因为每一次电子或振动跃迁都伴随着许多间距很近的转动谱线。锐利的单线更常见于原子;分子则往往呈现出带结构的谱带。

又称
spectral peakabsorption lineemission line谱峰譜峰