在研究分子振动，把原子间的化学键视为质量可以忽略不计的弹簧。这时原子间的伸缩振动，可以近似地看成谐振子的简谐振动。原子的位置随按时间按正弦或余弦规律变化。小球受弹簧的作用力遵从虎克定律，既在一定弹性限度内的恢复力（F）与小球对相对平衡位置的位移（△X）成正比：

K是力常数，它的物理意义是每单位位移的恢复力，负号表示弹簧使小球回到平衡位置的恢复力与位移变化的方向相反。