事实上，任何跃迁，都是可以吸收光能，只不过在不同的区域。
分子的转动和天平动（libration），吸收的是微波和远红外光，比如水的libration在远红外 \rm 834\ cm^{-1} ； [1] ；（——这也是微波炉的加热机理，就是促使加快食物中水分子的转动从而加热）
分子的振动，吸收的是中红外光，而一些overtone能到近红外区域甚至可见光区域——这也是为何水是蓝色的；
外层电子能级跃迁，吸收的是可见光或者紫外光；
内层电子能级跃迁，吸收的是X射线；
原子核的能级跃迁，吸收的是伽玛射线。
那么现在问题就变成了，为什么需要共轭双键才能吸收可见光产生颜色？假设有一堆共轭双键，总共的长度为L
\rm C=C-C=C-C=C-C=C-C=C
下面我们就来求一维无限深势箱。这里我给大家推荐一个超级简单的方法，不需要解薛定谔方程。
因为我们知道，根据德布罗意的物质波观点，每个分立的能级是因为生成了驻波，那么我们就有
\lambda=\frac{2L}{n}
根据物质波公式 p=\frac{h}{\lambda}=\frac{nh}{2L}
所以能级的能量就是 E_n=\frac{p^2}{2m}=\frac{n^2h^2}{8mL^2} ，怎么样？这样求解是不是简单多了？而且类似的方法用来求环势箱也会很方便哦。
然后我们知道，跃迁是发生在HOMO和LUMO之前，下面我们就用实例来演示一下。下图中的例子，每增加一个重复结构（r 增加1），分子就增长248 pm。根据最后的计算我们可以发现，当共轭结构越来越大时，分子的吸收峰会红移。如果一开始共轭结构很小时，会在紫外区域吸收，则没有颜色（因为紫外光对于人眼不可见）；当共轭结构逐渐增大时，吸收峰就会移动到可见光区域，从而产生颜色。
参考
- ^ PCCP：Experimentally probing the libration of interfacial water: the rotational potential of water is stiffer at the air/water interface than in bulk liquid https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2016/cp/c6cp01004k
