你知道量子與遠紅外線的關係嗎？

Q：甚麼是量子？

A：根據黑體輻射公式做普朗克定律（Planck's law），而在普朗克定律中出現了一個有關量子的常數，叫做普朗克常數（Planck constant)，而量子是在普朗克常數代表能量有著一個最小的、不可分割的單位。(註1)

Q：甚麼是光電效應？

A：光電效應（Photoelectric Effect）是指光束照射物體時會使其發射出電子的物理效應。發射出來的電子稱為「光電子」

     1905年愛因斯坦在論文《關於光的產生和轉變的一個啟發性觀點》裏，重新解釋光電效應，他提出光量子假設，光束是由一群離散的能量粒子組成，稱為光量子，而不是連續性波動。這光量子後來簡稱為光子。

     愛因斯坦認為，組成光束的每一個光量子所擁有的能量等於頻率乘以普朗克常數。假若光量子的頻率大於某極限頻率，則這光子擁有足夠能量來使得一個電子逃逸（稱為光電子），造成光電效應。(註2)

Q：甚麼是原子譜線與分子振動？

A：物理學中，原子譜線是指原子內部電子躍遷形成的譜線，可分為兩類：(註3)

• 發射譜線是由電子從原子內部離散的特定能階發生躍遷至更低的能階而形成的，並釋放出具有特定能量和波長的光子。這些對應著相應躍遷的大量光子所形成的能譜會在對應的波長處顯示出發射峰。

• 吸收譜線是由電子從原子內部離散的特定能階發生躍遷至更高的能階而形成的，這個過程需要吸收具有特定能量和波長的光子。通常情況下這些被吸收的光子會來自一個連續光譜，從而使這個連續光譜在對應被吸收光子的波長處顯示出因吸收而凹陷的特徵。

        分子振動是指分子內原子間進行的週期性來回運動，而不包含分子的移動和轉動。這種週期性的運動頻率稱為振動頻率。在光譜學上常用紅外吸收光譜法與拉曼光譜學來測量分子的振動頻率，並用來分析分子結構。(註4)(註5)

        分子的振動有兩種形式：第一種是伸縮 (stretching) 振動，原子在鍵軸上移動，兩原子距離增加或減少，鍵角不變，只變鍵長；第二種是彎曲 (bending) 振動，鍵長不變，鍵角改變的運動(註7)

         每種不同的振動模式都發生於特定的量子化頻率。當同一頻率的紅外線照射到分子上，能量被分子所吸收，增加分子的振動振幅，當分子從激發態 (excited state) 退回到原本的基態 (ground state) 時，就會以熱能的形式釋放出吸收到的能量。(註7)                                   

Q：水(H20)的主要吸收紅外線產生振動波段為多少微米？

A：液態水主要吸收波段產生振動波段為6.27微米(註5)(註9)

Q：遠紅外線生育之光主要波段為多少微米？

A：遠紅外線為3微米-1000微米，其中4微米-14微米為生育之光。(註10)

資料來源：

1.物理雙月刊：1918年諾貝爾物理獎：馬克斯．普朗克，https://pb.ps-taiwan.org/catalog/ins.php?index_m1_id=2&index_id=86

2.維基百科-光電效應，https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E5%85%89%E7%94%B5%E6%95%88%E5%BA%94

3.維基百科-原子譜線,https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%8E%9F%E5%AD%90%E8%B0%B1%E7%BA%BF

4.維基百科-分子振動,https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%88%86%E5%AD%90%E6%8C%AF%E5%8B%95

5.謝鸚爗,林招膨,劉威忠,林群智,遠紅外線在醫學上之應用及其作用機制  ,台灣應用輻射與同位素雜誌Taiwanese Journal of Applied Radiation and Isotopes,September 2007;Vol.3,No.3,P333~P340 

6.維基百科-紅外光譜學相關表,https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BA%A2%E5%A4%96%E5%85%89%E8%B0%B1%E5%AD%A6%E7%9B%B8%E5%85%B3%E8%A1%A8

7.翁于婷,國立臺灣師範大學化學系碩士班,  紅外線光譜（一）,科學online, http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=63871

8.水的吸收光譜,Water Absorption Spectrum,http://www1.lsbu.ac.uk/water/water_vibrational_spectrum.html

9.維基百科-水質性表 ,https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E6%80%A7%E8%B4%A8%E8%A1%A8#%E5%85%89%E8%B0%B1%E6%95%B0%E6%8D%AE

10.賀立維,人體能量學的奧秘 ,P214-219.