费兰克－康登原理英文解释翻译、费兰克－康登原理的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 Franck-Condon principle

分词翻译：

费的英语翻译：

charge; cost; expenses; fee; spend
【医】 fee
【经】 fee

克的英语翻译：

gram; gramme; overcome; restrain
【医】 G.; Gm.; gram; gramme

康的英语翻译：

health

登的英语翻译：

ascend; mount; publish; record; step on

原理的英语翻译：

elements; philosophy; principium; principle; theory
【化】 principle
【医】 mechanism; principle; rationale
【经】 ground work; principle

专业解析

费兰克－康登原理（Franck-Condon Principle）是分子光谱学和光化学中的一个核心概念，用于解释分子在电子能级跃迁时振动能级的行为。其核心思想是：由于电子跃迁的速度远快于原子核的运动速度（电子跃迁发生在飞秒量级，而原子核振动在皮秒量级），因此电子跃迁可以视为在原子核构型瞬间“冻结”的情况下发生的“垂直跃迁”。这意味着跃迁发生时，分子的原子核位置和动量几乎保持不变。

1. 原理核心：垂直跃迁与振动波函数重叠

电子跃迁的瞬时性：当分子吸收或发射一个光子，导致电子从一个能级跃迁到另一个能级时，这个过程发生得极快（约10^{-15}秒）。在这极短的时间内，较重的原子核来不及移动或调整其位置和速度（根据玻恩－奥本海默近似）。
垂直跃迁：因此，在描述电子跃迁的势能曲线图上，跃迁通常用一条垂直线表示，连接两个电子态（基态和激发态）的势能曲线。跃迁的初态和末态具有相同的原子核构型（即相同的键长、键角）。
振动能级跃迁概率：虽然电子跃迁本身是垂直的，但跃迁的初态和末态都包含一系列振动能级。根据量子力学，电子跃迁到激发态某个特定振动能级的概率，正比于基态初始振动能级的波函数与激发态目标振动能级的波函数在相同核构型下的重叠积分（弗兰克-康登因子）。重叠越大，跃迁概率越高。

2. 光谱表现

振动精细结构：在分子的电子吸收或发射光谱（如紫外-可见吸收光谱、荧光光谱）中，弗兰克-康登原理解释了为什么能看到清晰的振动精细结构（一系列间隔近似相等的峰）。
强度分布：光谱中不同振动带的相对强度直接反映了不同振动能级间跃迁的弗兰克-康登因子大小。如果基态和激发态势能曲线的最低点（平衡位置）接近且形状相似，则0-0跃迁（基态v=0到激发态v=0）最强。如果激发态势能曲线相对于基态有偏移（键长或键角不同），则跃迁更可能发生在激发态的较高振动能级上，导致光谱中0-0跃迁较弱，而v' > 0的跃迁较强。在极端偏移情况下，甚至可能观察到连续谱带。

3. 物理意义与应用

光解离与预解离：该原理是理解光解离（分子吸收光后直接解离成碎片）和预解离（分子先跃迁到束缚的激发态，再通过非绝热过程转移到排斥态导致解离）过程的基础。垂直跃迁可能直接将分子激发到排斥态或高振动激发态，导致解离。
振动弛豫：分子被垂直激发到激发态的某个高振动能级后，会通过快速的振动弛豫（通常在皮秒量级）释放热量降到该电子态的振动基态（v=0），然后才可能发生荧光发射（通常也是垂直跃迁回到基态的高振动能级）或系间窜越等过程。
光化学反应路径：决定了光化学反应的初始激发构型，对后续反应路径有重要影响。

费兰克－康登原理阐明了分子电子跃迁的本质是“垂直”发生的，跃迁概率取决于初末态振动波函数的重叠程度。它是理解分子电子光谱（特别是振动精细结构及其强度分布）和光化学初级过程的关键理论基础。

参考资料：

中国化学会 - 分子光谱学基础概念 (权威机构科普)
NIST Chemistry WebBook - Franck-Condon Principle (标准术语库解释)
IUPAC Gold Book - Franck–Condon principle (国际纯粹与应用化学联合会标准定义)

网络扩展解释

弗兰克-康登原理（Franck-Condon principle）是光谱学和分子物理学中的重要理论，主要用于解释分子在电子跃迁过程中振动能级变化的强度分布规律。以下是其核心要点：

1. 核心论点

该原理的核心观点是：电子跃迁发生的时间极短（约$10^{-15}$秒），远快于原子核的振动周期（约$10^{-13}$秒），因此跃迁瞬间分子核间距可视为不变。此时，跃迁概率取决于基态与激发态在相同核间距下的振动波函数重叠程度。

2. 物理图像

垂直跃迁假设：在势能曲线图中，电子跃迁表现为垂直箭头（如图），核坐标不变。
振动能级匹配：当基态与激发态的振动波函数重叠最大时（如基态振动波函数的峰值位置对应激发态势能曲线的陡峭区域），跃迁概率最高。
光谱形态：吸收或发射光谱的强度分布由不同振动能级间的波函数重叠决定，可能表现为单峰、多峰或连续谱。

3. 应用领域

分子光谱学：解释紫外-可见吸收光谱、荧光光谱中振动精细结构的强度分布。
分子电子学：分析电子输运过程中电声耦合效应，如电荷传输时的振动激发。
光化学：研究光解离、光异构化等光诱导反应的动力学过程。

4. 历史背景

该原理由德国物理学家詹姆斯·弗兰克（James Franck）于1925年提出，后由爱德华·康登（Edward Condon）通过量子力学公式完善，故称“弗兰克-康登原理”。其波动力学表述成为现代光谱分析的基础工具之一。

如需更深入的数学推导或实验案例，可参考分子光谱学教材或相关研究文献。