吸収モデル

テラヘルツ周波数帯の吸収について、原子または分子がバネで弾性的に結合しているモデルを考えると図1のように示せる。

図1: 原子または分子間の結合モデル

このとき、波数(振動数)をν、原子あるいは分子の質量をm1、m2、結合の強さをkとすると、吸収される波数は次式で表される。

吸収振動数

テラヘルツ波で検出できる結合

分子内のC-H共有結合のような軽い原子が強い結合を持つ場合は、赤外線と同等の高い周波数となる。逆に、分子間の水素結合のような重い原子(原子団、分子)が弱い結合では、テラヘルツ波と同等の低い振動数となる。テラヘルツ分光ではこのような結合を検出していることになる。図2に吸収による振動についてまとめた。

図2: テラヘルツ分光で得られる分子間振動

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