värähtelyominaisuuksiin

Värähtelyominaisuudet ovat fysikaalisia ominaisuuksia, jotka kuvaavat järjestelmän kykyä värähdellä. Keskeisiä käsitteitä ovat taajuus (frekvenssi), värähtelyn muoto eli normaalimuodot sekä häviöt, jotka kuvaavat energian katoamista värähtelyn aikana. Molekyyleissä värähtelyt voivat olla sisäisiä, kuten sidosrakenteiden venytyksiä ja taivutuksia, kun taas kiinteissä aineissä ne muodostuvat kollektiivisista lattice-värähtelyistä, joita kutsutaan phononeiksi.

Järjestelmä voidaan kuvata normaalimuotojen avulla, jolloin liikkeet esitetään erillisinä tiloina. Jokaisella tilalla on oma taajuus ja muoto. Taajuudet määräytyvät massojen, sidosvahvuuksien ja ympäristöolosuhteiden perusteella; lämpötila, paine ja kemiallinen ympäristö voivat muuttaa sekä taajuuksia että värähtelyn intensiteettejä.

Värähtelyominaisuuksia mitataan ja ennustetaan monin tavoin. Infrapuna- (IR) ja Raman-spektroskopia paljastavat aktiiviset vibraatiot ja antavat taajuudet sekä intensiteetit. Teoreettisesti näitä ominaisuuksia käsitellään harmonisella lähestymistavalla ja normaalimuotoanalyysillä; tiheysfunktioanalyysit (DFT) ja muut first-principles-laskut tarjoavat ennusteita phonon-dispersionista ja lämpötilavaihteluista. Debye- ja Einstein-mallit kuvaavat kiinteiden aineiden lämpökapasiteetin värähtelyn kautta.