分子線(振動遷移と回転遷移)
複数の原子が結合してできた分子は,
結合軸のまわりに振動(vibration)したり
回転(rotation)したりすることができます.
その振動状態や回転状態が量子力学的に変化するとき,
線スペクトルを放出・吸収します.
これが分子スペクトル線です.
たとえば,代表的な2原子分子である一酸化炭素COは,
炭素原子(●)と
酸素原子(●)が結合しています.
この一酸化炭素は,結合軸方向に振動しますが,
高振動状態が低振動状態に遷移するとき,
結合軸に垂直方向に電磁波を放射します.
また一酸化炭素は,結合軸に垂直な方向を軸として回転しますが,
高速回転状態が低速回転状態に遷移するとき,
回転軸と垂直方向に電磁波を放射します.
このような振動エネルギー遷移や回転エネルギー遷移を表すのに,
CO (v = 2-1) COの振動遷移の準位2から1
CO (J = 2-1) COの回転遷移の準位2から1
のように表します.
直線分子のスペクトル輝線
分子 | CO | CS | HCN |
回転遷移 | 振動数[GHz] |
J =1-0 | 115.2712 | 48.9916 | 88.6319 |
J =2-1 | 230.5424 | 97.9832 | 177.2638 |
J =3-2 | 345.8136 | 146.9748 | 265.8958 |
代表的な3原子分子である水分子H2Oも,
振動遷移や回転遷移によって電波を放出します.
オリオン分子雲の一酸化炭素輝線マップ
|