Et to-atomig molekyl emitterer en rekke bånd. Hvert bånd skyldes overganger mellom kvantifiserte rotasjonstilstander i molekylet. Dette er illustrert i figuren nedenfor. Pga. vibrasjon og rotasjon av kjernene i molekylet, er bredden på et bånd av størrelsesorden 2 til 5 nm.

Det første negative () båndsystemet (ofte kalt ING ) er et av de dominerende i nordlyset. Dette båndsystemet er eksitert direkte fra grunntilstanden i henhold til

(8.18a)

Her har vi antatt elektron eller proton eksitasjon. Dette molekylet vil straks sende ut sin ekstra energi i form av lys på følgende måte:

(8.18b)

(båndene 391,4, 427,8, 470,9 nm).

Figur 8.21 Potensiell energi som funksjon av vibrasjons- og rotasjonsnivåene (de horisontale nivåene) er illustrert til høyre i figuren. Avstanden mellom hvert vibrasjonsnivå (energitilstander 0, 1, 2, osv) er av størrelsesorden 0,1 eV. Den radielle avstanden mellom kjernene er markert. Det resulterende molekylspektrum får den form som er skissert til venstre i figuren.

Resultatet av 8.18b er de tre kjente emisjonene med maksimal intensitet ved 391,4; 427,8 og 470,9 nm. Det siste båndet er sjelden nevnt fordi det har lav intensitet. Forholdet mellom intensitetene av de to første båndene er 3:1. Det kjente -båndsystemet i nordlys er illustrert i figur 8.21. Noen andre kjente nordlysemisjoner er vist i tabell 8.4.