Molekyylit ja elämä

Molekyylillä, jossa on N atomia, on 3N − 6 värähtelytapaa (3N − 5, jos se on suora): vedellä niitä on kolme, hiilidioksidilla neljä (sen taivutus esiintyy kahdesti, suorassa kulmassa toisiinsa nähden), metaanilla yhdeksän. Värähtelymoodi absorboi infrapunavaloa vain, jos se muuttaa molekyylin dipolimomenttia. Siksi CO₂:n symmetrinen venytys (7,50 µm), O₂:n venytys ja kaksi metaanin neljästä perusvärähtelystä ovat infrapunassa hiljaisia. Moodien tuottamat kaistat ovat ne, jotka Kaasukehien lukeminen -luku merkitsee: veden kaksi venytystä 2,66 ja 2,73 µm:ssä tuottavat sen 2,7 µm:n kaistan, metaanin ν₃ 3,3 µm:n kaistan, CO₂:n epäsymmetrinen venytys 4,26 µm:n kaistan ja CO:n venytys 4,67 µm:n kaistan.

Kaistojen sijainnit: atlaksen NIST CCCBDB -perustaajuudet, λ = 10⁴/ν̃. Siirtymät ovat symmetrian mukaisia luonnoksia, joissa massakeskipiste on kiinnitetty eikä nettopyörimistä ole, eivät voimakenttälaskelma. Jokaisessa moodissa eniten liikkuva atomi heilahtaa 0,2 Å, ja näkymä kertoo, kuinka paljon tämä liioittelee sen nollapisteliikettä eli neliöllistä keskiarvosiirtymää, joka saadaan lausekkeesta ħ/2ω moodin taajuudella: veden vetyatomeille ν₁:ssä se on 0,047 Å, joten ne piirretään ×4. Aikaa on hidastettu 10¹³–10¹⁴-kertaisesti, ja näkymä antaa kertoimen kullekin moodille.