Svingningsnivåer

Svingningsnivåer refererer til de forskjellige energinivåene som et kvantesystem, som et molekyl eller et atom, kan okkupere i sin vibrasjonsfrihetsgrad. I kvantemekanikken kan ikke vibrasjonsenergi ha en hvilken som helst verdi, men er begrenset til diskrete, kvantiserte nivåer.

Disse svingningsnivåene kan visualiseres som trinn på en stige, der hvert trinn representerer et spesifikt energinivå. Systemet kan bare eksistere på ett av disse trinnene, og kan ikke befinne seg mellom dem. Overgangen fra et lavere til et høyere svingningsnivå krever absorpsjon av en foton med nøyaktig den energiforskjellen som tilsvarer de to nivåene. Tilsvarende, når systemet faller fra et høyere til et lavere nivå, emitteres en foton med den energien.

Den laveste energitilstanden, der systemet har minimal vibrasjonsenergi, kalles grunntilstanden. Alle høyere energinivåer kalles eksiterte tilstander. Avstanden mellom disse nivåene er typisk ikke jevnt fordelt, og avhenger av systemets spesifikke egenskaper, som for eksempel massen til atomene og styrken på kjemiske bindinger.

Studiet av svingningsnivåer er viktig i spektroskopiske teknikker som infrarød (IR) spektroskopi. Ved å analysere hvilke bølgelengder av lys et stoff absorberer eller emitterer, kan man utlede informasjon om svingningsnivåene og dermed om molekylstrukturen og kjemiske bindinger. Dette gjør svingningsnivåer til et grunnleggende konsept innen kjemi og fysikk for å forstå egenskapene til materie på et mikroskopisk nivå.