水の原子「指紋」: 分子の吸収挙動を正確に測定

すべての原子や分子と同様に、水分子は光スペクトルから非常に特定の周波数のみをフィルターで除去します。これは光子によるものですか？光の粒子？周波数に応じて特定のエネルギーを持っています。エネルギー値が原子内の電子がより高い軌道に移動するために必要なエネルギーに正確に対応する場合にのみ、原子は光子のエネルギーを吸収できます。したがって、各原子は、いくつかのスペクトル線で構成される固有の「指紋」を持ちます。

いくつかの原子で構成される分子にも追加の吸収線があります。これらは、2 つの原子間の化学結合が「励起」されたときに発生します。ここでも、非常に特定のエネルギー値のみを記録できます。

励起線の強度と分子のいわゆる双極子モーメントとの間には関連性があります。双極子モーメントは、分子内の電荷の不均一な分布の尺度です。 Rizzoらは今回、水蒸気を電場に置くことでこの双極子モーメントを測定した。いわゆるシュタルク効果により、特定の吸収線がいくつかの線に分かれます。

研究者らの測定結果は、これまでの理論計算ではスペクトル線の強度が最大10パーセント誤って指定されていたことを示している。 「改善の余地はあります」とカナダのオンタリオ州ウォータールー大学のピーター・バーナス氏は同僚の結果についてコメントした。