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根据量子力学之分析，分子所含之移动能、转动能、振动能以及电子能（参见 degeneracy）是以一种能阶分布而非连续存在。在每能阶之移动能量可表示为： 式中，ε'trans是移动能；a1,a2,a3是系统之三维尺寸；h是普朗特常数(Planck's constant)；m为系统之质量；而n1,n2,n3可为整数1,2,3,…称为量子数。对于双原子以上之气体分子除了移动能外，还有转动能及振动能。例如，双原子之分子，在每能阶之转动能及振动能可分别表示为： 式中，I是分子之转动惯量；J可为整数0,1,2,…，称为转动量子数；v为分子之基本振动频率；n可为整数01,2,…称为振动量子数。分子在绝对零度下(absolute zero)之量子数为最小量子量（即n1=n2=n3=1, J=0, n=1）。由此可见，分子在绝对零度时，仍具有移动能及振动能。