費蘭克－康登原理英文解釋翻譯、費蘭克－康登原理的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 Franck-Condon principle

分詞翻譯：

費的英語翻譯：

charge; cost; expenses; fee; spend
【醫】 fee
【經】 fee

克的英語翻譯：

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

康的英語翻譯：

health

登的英語翻譯：

ascend; mount; publish; record; step on

原理的英語翻譯：

elements; philosophy; principium; principle; theory
【化】 principle
【醫】 mechanism; principle; rationale
【經】 ground work; principle

專業解析

費蘭克－康登原理（Franck-Condon Principle）是分子光譜學和光化學中的一個核心概念，用于解釋分子在電子能級躍遷時振動能級的行為。其核心思想是：由于電子躍遷的速度遠快于原子核的運動速度（電子躍遷發生在飛秒量級，而原子核振動在皮秒量級），因此電子躍遷可以視為在原子核構型瞬間“凍結”的情況下發生的“垂直躍遷”。這意味着躍遷發生時，分子的原子核位置和動量幾乎保持不變。

1. 原理核心：垂直躍遷與振動波函數重疊

電子躍遷的瞬時性：當分子吸收或發射一個光子，導緻電子從一個能級躍遷到另一個能級時，這個過程發生得極快（約10^{-15}秒）。在這極短的時間内，較重的原子核來不及移動或調整其位置和速度（根據玻恩－奧本海默近似）。
垂直躍遷：因此，在描述電子躍遷的勢能曲線圖上，躍遷通常用一條垂直線表示，連接兩個電子态（基态和激發态）的勢能曲線。躍遷的初态和末态具有相同的原子核構型（即相同的鍵長、鍵角）。
振動能級躍遷概率：雖然電子躍遷本身是垂直的，但躍遷的初态和末态都包含一系列振動能級。根據量子力學，電子躍遷到激發态某個特定振動能級的概率，正比于基态初始振動能級的波函數與激發态目标振動能級的波函數在相同核構型下的重疊積分（弗蘭克-康登因子）。重疊越大，躍遷概率越高。

2. 光譜表現

振動精細結構：在分子的電子吸收或發射光譜（如紫外-可見吸收光譜、熒光光譜）中，弗蘭克-康登原理解釋了為什麼能看到清晰的振動精細結構（一系列間隔近似相等的峰）。
強度分布：光譜中不同振動帶的相對強度直接反映了不同振動能級間躍遷的弗蘭克-康登因子大小。如果基态和激發态勢能曲線的最低點（平衡位置）接近且形狀相似，則0-0躍遷（基态v=0到激發态v=0）最強。如果激發态勢能曲線相對于基态有偏移（鍵長或鍵角不同），則躍遷更可能發生在激發态的較高振動能級上，導緻光譜中0-0躍遷較弱，而v' > 0的躍遷較強。在極端偏移情況下，甚至可能觀察到連續譜帶。

3. 物理意義與應用

光解離與預解離：該原理是理解光解離（分子吸收光後直接解離成碎片）和預解離（分子先躍遷到束縛的激發态，再通過非絕熱過程轉移到排斥态導緻解離）過程的基礎。垂直躍遷可能直接将分子激發到排斥态或高振動激發态，導緻解離。
振動弛豫：分子被垂直激發到激發态的某個高振動能級後，會通過快速的振動弛豫（通常在皮秒量級）釋放熱量降到該電子态的振動基态（v=0），然後才可能發生熒光發射（通常也是垂直躍遷回到基态的高振動能級）或系間竄越等過程。
光化學反應路徑：決定了光化學反應的初始激發構型，對後續反應路徑有重要影響。

費蘭克－康登原理闡明了分子電子躍遷的本質是“垂直”發生的，躍遷概率取決于初末态振動波函數的重疊程度。它是理解分子電子光譜（特别是振動精細結構及其強度分布）和光化學初級過程的關鍵理論基礎。

參考資料：

中國化學會 - 分子光譜學基礎概念 (權威機構科普)
NIST Chemistry WebBook - Franck-Condon Principle (标準術語庫解釋)
IUPAC Gold Book - Franck–Condon principle (國際純粹與應用化學聯合會标準定義)

網絡擴展解釋

弗蘭克-康登原理（Franck-Condon principle）是光譜學和分子物理學中的重要理論，主要用于解釋分子在電子躍遷過程中振動能級變化的強度分布規律。以下是其核心要點：

1. 核心論點

該原理的核心觀點是：電子躍遷發生的時間極短（約$10^{-15}$秒），遠快于原子核的振動周期（約$10^{-13}$秒），因此躍遷瞬間分子核間距可視為不變。此時，躍遷概率取決于基态與激發态在相同核間距下的振動波函數重疊程度。

2. 物理圖像

垂直躍遷假設：在勢能曲線圖中，電子躍遷表現為垂直箭頭（如圖），核坐标不變。
振動能級匹配：當基态與激發态的振動波函數重疊最大時（如基态振動波函數的峰值位置對應激發态勢能曲線的陡峭區域），躍遷概率最高。
光譜形态：吸收或發射光譜的強度分布由不同振動能級間的波函數重疊決定，可能表現為單峰、多峰或連續譜。

3. 應用領域

分子光譜學：解釋紫外-可見吸收光譜、熒光光譜中振動精細結構的強度分布。
分子電子學：分析電子輸運過程中電聲耦合效應，如電荷傳輸時的振動激發。
光化學：研究光解離、光異構化等光誘導反應的動力學過程。

4. 曆史背景

該原理由德國物理學家詹姆斯·弗蘭克（James Franck）于1925年提出，後由愛德華·康登（Edward Condon）通過量子力學公式完善，故稱“弗蘭克-康登原理”。其波動力學表述成為現代光譜分析的基礎工具之一。

如需更深入的數學推導或實驗案例，可參考分子光譜學教材或相關研究文獻。