振動準位
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振動準位(しんどうじゅんい)は分子の重心の移動を伴わず、核の相対的な位置の変位にともなう運動を表す量子状態である。分子内において核は、結合する隣接核と結合エネルギーに相当するポテンシャルの井戸を形成し、お互いばねで結ばれた様な状態にあるために、上記のような運動は振動運動によって記述される(詳細は以下の章を参照)。振動準位間の遷移は振動遷移(しんどうせんい)と呼ばれ、主に赤外分光法またはラマン分光法によって観測される。
二原子分子の調和振動
古典論

二原子分子において2つの原子核の運動をばねによって結ばれた2つの粒子の調和振動子で近似する。2つの原子核が一直線上の位置 x1, x2 にあるとすると、フックの法則からそれぞれの核にはたらく力は
振動エネルギー
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他に二原子分子の動きにはそれぞれの原子の振動と2原子の結合に沿った振動がある。これらの振動は量子力学的な調和振動子とほぼみなしてよく、振動エネルギーは E v i b = ( n + 1 2 ) h f n = 0 , 1 , 2 , … {\displaystyle E_{\mathrm {vib} }=\left(n+{\frac {1}{2}}\right)hf\quad n=0,1,2,\dots } となる。 「振動準位」も参照
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