[科普中国]-弗兰克-康登原理-

弗兰克-康登原理（英语：Franck–Condon principle）是光谱学的重要原理，用于解释电子-振动跃迁的强度。电子-振动跃迁指分子吸收或发射光子后，电子能级和振动能级同时发生变化的过程。Franck-Condon原理指出，在分子电子跃迁过程中，当两个振动能级（分别属于不同的电子能级）的波函数有效重叠程度最大时，这两个振动能级之间的跃迁发生的概率最大。此原理可以被量子力学所解释。

简介弗兰克-康登原理（英语：Franck–Condon principle）是光谱学的重要原理，用于解释电子-振动跃迁的强度。电子-振动跃迁指分子吸收或发射光子后，电子能级和振动能级同时发生变化的过程。Franck-Condon原理指出，在分子电子跃迁过程中，当两个振动能级（分别属于不同的电子能级）的波函数有效重叠程度最大时，这两个振动能级之间的跃迁发生的概率最大。此原理可以被量子力学所解释。1

分子电子跃迁分子电子跃迁表示分子中价电子从一个能级因为吸收能量时，跃迁到一个更高的能级；或者释放能量，跃迁到更低的能级的过程。如果起始能级的能量比最终能级的能量高，原子便会释放能量（通常以电磁波的形式发放）。相反，如果起始能级的能量较低，原子便会吸收能量。释放与吸收的能量等于这两个能级的能量之差。

在此过程中的能量变化提供了分子结构的信息，并决定了许多分子性质如颜色。有关电子跃迁的能量和辐射频率的关系由普朗克定律决定。

一般，我们应用电子跃迁来说明单个原子。当讨论多原子分子时，我们应用分子轨道理论。也可以视单个原子为单原子分子，将各种情况的电子跃迁统一到分子电子跃迁的框架下来。这里的能级是基于分子轨道理论提出的。

有机化合物中的电子跃迁在电磁频谱的紫外区或可见光区发生，可以由UV/VIS光谱测得。在HOMOσ带处的电子可被激发到 LUMO 的σ带。这个过程被写作σ → σ跃迁。同样有电子从π键轨道激发至反π键轨道π，写作π → π跃迁。助色基团的自由电子对被写为孤对电子n，孤电子对有自己的跃迁，如芳香π键跃迁。1

光谱学光谱学（英语：Spectroscopy）是研究物质发射、吸收或散射的光、声或粒子来研究物质的方法。

光谱学也可以被定义为研究光和物质之间相互作用的学科。历史上，光谱学指用可见光来对物质结构的理论研究和定量和定性的分析的科学分支。但是，近来，光谱学的定义已经被扩展为一种不只用可见光，也用许多其他电磁或非电磁辐射（如微波，无线电波，X射线，电子，声子（声波）等）的新技术。阻抗光谱学则研究交流电的频率响应。

光谱学被频繁的用在物理和分析化学中，通过发射或吸收光谱来鉴定物质。一种记录光谱的仪器叫分光计。光谱学可以通过其测量或计算的物理属性或测量过程来分类。

光谱学也同样大量运用在天文学和遥感。大多数大型天文望远镜配有光谱摄制仪，用来测量天体的化学组成和物理属性，或通过测量光谱线的多普勒偏移来测量天体的速度。1

非绝热耦合非绝热耦合（nonadiabatic coupling）又称电子振动耦合（vibronic coupling）或导数耦合（derivative coupling），是一个描述分子体系中电子与原子核间运动耦合作用的物理量。

在量子力学中，根据波恩-奥本海默近似，电子在一个指定的量子态上运动，因而在各能级上的概率分布恒定不变，这种过程称为电子绝热过程。然而，电子的不同运动状态会被原子核的运动所耦合，而这一偶合就因而被称为电子-振动耦合。在这种耦合会诱导下，体系不再严格遵守波恩-奥本海默近似，而可以从一个电子态转化为另一电子态，这样的过程称为电子非绝热过程，而该耦合也因而又被称为非绝热耦合。非绝热耦合的数学形式具有电子态关于原子核运动的导数的形式，因而有时又被称为导数耦合。

非绝热耦合对于理解和研究非绝热过程具有至关重要的意义。非绝热耦合项在动力学方程中来源于原子核动能项，而同时出现在分母上的原子核质量项使得这一耦合作用一般可以忽略，而波恩-奥本海默近似大部分时候是成立的。然而，在势能面之间的圆锥交叉点附近，非绝热耦合的绝对值趋于无穷大，它的作用不再可以被忽略。2