U(r)的理论计算需要解电子运动的波动方程,这是一个很难的问题,只有对氢分子那样的最简单的分子才能给出满意的答案. 所以通常都是经验地确定U(r),假定一些包含有可以调节的参数的合理形式,这些参数最后由观察到的能级和计算的能级对比来确定.
基于一些像氢分子那样的简单分子的计算和实验的结果,我们知道对一个稳定的双原子分子U(r)的曲线,在平衡距离r e 处有一个极小值,当r<r e 时曲线很陡地上升,而在r>r e 时则很平地伸展出去,就像图2.5给出的那样. 当分子处在较低振动态时,核处在平衡位置附近. 对这些能态,只有近r e 的一段U(r)才是重要的. 对于高能态,振动的振幅来得大了,就需要完整的U(r)曲线. 在r增大时U趋近一个常数,这一性质对较高的能级有特殊的意义,并且反映了这样的事实:只要有足够的能量传递给分子,它就会离解成两个原子.
图2.5 双原子分子U(r)曲线