高中 · 15 分钟
为什么温室气体会阻挡红外线
扫描红外光谱，找出使 、、 和 困住地球热量的吸收带。
目标
把每个红外吸收带与分子振动联系起来，并解释大气窗口。
仪器与试剂
200 至 4000 cm 的模拟红外透过率图，附带气体选择器。
步骤
- 打开组合视图，找出 667 和 2349 cm 附近的深凹陷。
- 切换到仅 的数据集，确认哪两种振动产生吸收。
- 切换到 视图，找到透明区域——约 8–12 µm 的大气窗口。
观察要点
- 在 667 cm（弯曲振动，15 µm——恰在地球热辐射峰值处）和 2349 cm（反对称伸缩）处强烈吸收。
- 在 1000 cm（8–12 µm）附近，除 吸收带外大气保持透明——这个窗口让地球向太空辐射热量，也被气象卫星利用。
讲解
只有当振动改变偶极矩时分子才吸收红外光。对称的 和 不吸收，所以空气基本透明；弯曲形的 、直线形的 、四面体形的 和弯曲形的 都具有红外活性振动。 的 15 µm 吸收带恰好落在地球向外辐射的峰值附近（ K，按维恩定律 µm），因此增加 恰好在最关键的波段加厚了“毯子”。8–12 µm 窗口是防止地表过热的逸散通道——云和臭氧部分遮挡了它。
相关化学家
虚拟实验是帮助建立直觉的简化模型，不能替代真实实验和安全培训；没有指导请勿在家自行重复。