Nhiều vật xung quanh bạn tưởng chừng đứng yên. Nhưng xét về cấu trúc vi mô của chúng bạn sẽ thấy một thế giới luôn chuyển động Các nguyên tử dãn co ngắn đàn hồi động đậy di chuyển mọi nơi. trông có vẻ hỗn loạn, nhưng chúng không chuyển động tuỳ ý Nguyên tử liên kết với nhau và điều đó miêu tả mọi vật chuyển động theo quy luật Ví dụ như phân tử, do các nguyên tử liên kết cộng hoá trị với nhau. Có ba trạng thái chuyển động chính chuyển động quay tịnh tiến và dao động quay và tịnh tiến là chuyển động không gian và các nguyên tử vẫn giữ khoảng cách Mặt khác, dao động làm thay đổi khoảng cách thực chất là thay đổi hình dạng phân tử bạn có thể đếm số cách chuyển động của bất lỳ phân tử nào con số đó liên hệ với bậc tự do, theo nghĩa cơ học là số đại lượng ta tính toán để hiểu rõ cả hệ thống không gian 3 chiều xác định bở ba trục x, y, z Tịnh tiến di chuyển trên cả 3 trục nên có bậc tự do là 3 quay cũng có thể trên cả 3 trục nên thêm 3 nữa ngoại trừ phân tử thẳng như CO2 nó chỉ quay quanh trục phân tử và không làm đổi vị trí nên không được tính Dao động hơi có chút rắc rối lấy ví dụ là H2 độ dài nối của H2 thay đổi không ngừng giống như 2 nguyên tử nối bởi chiếc lò xo sử thay đổi độ dài rất bé, chưa đến 1 phần tỉ mét càng nhiều nguyên tử liên kết, càng nhiều cách dao động Ví dụ, nước có 3 nguyên tử 1 oxy nối với 2 hidro qua 2 liên kết nên có 3 cách dao động dãn có đối xứng dãn không đối xứng và co dãn góc liên kết Các phân tử phức tạp thậm chí dao động dữ dội như đu đưa lúc lắc và cả xoắn Nếu bạn biết số nguyên tử, bạn biết được số cách dao động Bắt đầu với bậc tự do là 3 lần số lượng nguyên tử bởi vì mỗi nguyên tử di chuyển theo 3 cách có ba trục liên hệ với tính tiến khi tất cả nguyên tử di chuyển cùng trục và 3 trục (hay 2 cho phân tử thẳng) liên hệ với quay Vậy, 3N-6 (hay 3N-5 cho phân tử thẳng) là số cách dao động nhưng điểu gì gây ra chuyển động? Phân tử di chuyển do sự hấp thụ năng lượng từ môi trường chú yếu là nhiệt hay sóng điện từ Khi năng lượng truyền cho phân tử chúng dao động quay và tịnh tiến nhanh hơn Chuyển động cành nhanh tăng động năng của phân tử do sự tăng nhiệt độ cũng như nhiệt năng Hiện tương này giống như hâm đồ ăn trong lò vi sóng khi phân tử hấp thụ các bức xạ đặc biệt là các phân tử nước. chúng chuyển động ngày càng nhanh tác động lẫn nhau và tăng nhiệt độ thức ăn Hiệu ứng nhà khính là một ví dụ khác bức xạ nhiệt xuống trái đất phản lại không khí bị các khí nhà kính như hơi nước, CO2 hấp thụ và các khí này chuyển động chúng nóng lên và chuyển động, toả ra tia hồng ngoại trở về và làm nóng trái đất Có bao giờ phân tử ngừng chuyển động Bạn nghĩ rằng sẽ đúng ở 0 độ tuyệt đối nhiệt độ lạnh nhất có thể Không có ai hạ nhiệt độ đến đó cả nhưng giả sử ta có thể phân tử vẫn chuyển động theo như nguyên lý lượng tử gọi là năng lượng điểm 0 Nói chung, mọi thứ chuyển động từ khi bắt đầu và cứ thế chuyển động