Молекулы и жизнь

Молекула из N атомов имеет 3N − 6 способов колебаться (3N − 5, если она линейная): у воды их три, у углекислого газа четыре (его деформационное колебание встречается дважды, под прямым углом), у метана девять. Мода поглощает инфракрасный свет, только если она меняет дипольный момент молекулы. Поэтому симметричное валентное колебание CO₂ (7,50 µm), валентное колебание O₂ и две из четырёх фундаментальных мод метана неактивны в инфракрасном диапазоне. Полосы, которые создают эти моды, — те самые, что отмечены в главе «Чтение атмосфер»: два валентных колебания воды при 2,66 и 2,73 µm образуют её полосу 2,7 µm, ν₃ метана — полосу 3,3 µm, асимметричное валентное колебание CO₂ — полосу 4,26 µm, а валентное колебание CO — полосу 4,67 µm.

Положения полос: фундаментальные частоты NIST CCCBDB из атласа, λ = 10⁴/ν̃. Смещения — это эскизы с корректной симметрией при фиксированном центре масс и без суммарного вращения, а не расчёт силового поля. В каждой моде атом, который движется сильнее всего, отклоняется на 0,2 Å, и на сцене указано, во сколько раз это преувеличивает его нулевые колебания — среднеквадратичное смещение из ħ/2ω на частоте моды: для атомов водорода воды в ν₁ это 0,047 Å, поэтому они нарисованы ×4. Время замедлено от 10¹³ до 10¹⁴ раз, и на сцене указан множитель для каждой моды.