A Fermi-rezonancia a rezgésszintek közötti erős kölcsönhatás , amely akkor következik be, ha a harmonikus közelítésben két rezgésállapot azonos vagy közel azonos energiának felel meg (ha a kölcsönös hatást nem vesszük figyelembe). A jelenséget először a híres olasz fizikus, Enrico Fermi magyarázta meg .
A CO 2 molekula szimmetrikus frekvenciájának felhasadásának magyarázatát Fermi adta meg 1931-ben, aki elsőként vette figyelembe az ilyen típusú rezgésszintek kölcsönös perturbációit. A CO 2 infravörös spektruma két nagyon intenzív sávot mutat 2349,3 cm -1 és 667,3 cm -1 , amelyek megfelelnek az A 1u és E 1u páratlan alaprezgéseknek . A Raman - spektrum intenzív kettős vonalat mutat 1285,5 cm - 1 , 1388,3 cm- 1 -nél, ami megfelel az 1g egyenletes rezgéseinek . Az egy helyett két vonal jelenléte a rezonancia eredménye.
Ha véletlen degenerációról van szó, akkor az oszcillációk kölcsönös befolyása – a rezgésszintek „perturbációja” – hatására a degeneráció feloldódik, és a degenerált szint kettéhasadása következik be, minél nagyobb, minél erősebb a kölcsönhatás. Ebben az esetben a szimmetrikus nyújtórezgés alapfrekvenciája majdnem pontosan megegyezik a hajlítórezgés első felhangjának frekvenciájával. A nulla frekvenciák ν 1 - 1351,2 cm −1 és ν 2 = 672,2 cm −1 (azaz 2ν 2 ≈ ν 1 ), és ezekből számolva a rezgések anharmonikusságát figyelembe véve a szintek helyzete csak 16,7-tel tér el egymástól. cm -1 . A ν 1 és 2ν 2 rezgések kölcsönhatása miatt a szinttávolság 1388,3 - 1285,5 = 102,8 cm −1 -re nő, és az intenzív ν 1 alapfrekvencia és a gyenge 2ν 2 felhang helyett két intenzív frekvencia keletkezik, mindegyik ami mindkét fluktuáció szuperpozíciójának felel meg.
Bár a Fermi-rezonancia véletlenszerű degeneráció eredménye, meglehetősen gyakori, különösen összetett molekulákban; a különböző felhangok és összetett frekvenciák nagy száma miatt a rezgésszintek véletlenszerű egybeesésének valószínűsége meglehetősen magas. Meg kell jegyezni, hogy a Fermi-rezonancia csak egy szimmetriájú rezgésszinteken mehet végbe.