分子中包含原子和電子,，分子、原子和電子都是具有能量且運動著的物質,。
分子內有三種形式的運動狀態(tài)能量：電子的運動能量Ee ,、原子的運動能量Ev以及分子的轉動能量Ej,，則分子能量的總和E為
當一定頻率的光穿過待測氣體時，待測氣體中的分子吸收一個具有一定能量的光量子,，完成較低能級基態(tài) E1到較高能級基態(tài) E2的躍遷,，被吸收光子的能量必須與分子躍遷前后的能量差完全相等，否則不能被吸收,。
不同的分子受到輻射時有著不同的振動方式,， 所以結構不同的兩種物質必然會有兩種不同的吸收光譜。圖1是根據HITRAN數據庫模擬的幾種常見氣體分子的吸收譜線,。
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