关于磁圆二色性介绍

[拼音]：ciyuanersexing

[外文]：magnetic circular dichroism

介质对沿磁场方向传播的一定频率的左圆和右圆偏振光吸收率不同的性质。如果入射光是平面偏振光，则磁圆二色性将使它在传播过程中变为椭圆偏振光。在空间的固定点，它的电矢量末端沿椭圆形轨迹运动。椭圆的长轴相对于入射光的偏振面旋转一定角度，即磁致旋光现象。椭圆的短轴与长轴之比称为椭圆率。通常介质对左圆和右圆偏振光吸收率的差别，相对于吸收率本身来说是很小的，但现代仪器设备仍能精确测定它。磁圆二色性和磁致旋光同样源于塞曼效应。

磁圆二色性可以用对左圆和右圆偏振光的消光度之差:ΔA＝A-－A+，或吸收系数之差:Δk＝k-－k+＝λΔA/4πllge来量度，式中λ是光波波长，l是光在介质中的路程。也可以用摩尔椭圆率[θ]M 来衡量，这个量是参考圆二色性的摩尔椭圆率定义的:[θ]M＝18 000θ/πcl，式中c 是吸收光的分子的摩尔浓度；θ＝πlΔk/λ，是以弧度表示的椭圆率；[θ]M 则是以角度表示的。

磁圆二色性由A、B、C三项贡献。A项来自基态和(或)激发态的塞曼分裂，该项随频率的变化具有吸收曲线对频率微商的形式。显然，若基态和激发态都不是简并的，则A项的贡献为零。B项来自外加磁场引起的基态和(或)激发态与其他一些能态的混合。这种混合作用总是存在的。这使磁致旋光和磁圆二色性成为一种对任何物质都存在的普遍效应。因为混合作用与被混合态的能级之差成反比，所以，若基态和激发态的近邻都没有可被混合的能态，则B项的贡献很小。C项来自加上磁场以后产生的基态能级分裂及其集居数的变化，由玻耳兹曼定律可知，集居数的变化与温度有关。因此，C项是温度的函数。当基态非简并时，C项的贡献为零。B项或C项随频率的变化与吸收曲线类似。由于磁圆二色性是消光度的差值，测量的灵敏度很高，用普通吸收方法不能分辨的塞曼分裂，可以用磁圆二色性谱来研究。

在磁场不太强的情况下，A、B、C项可用一定参数(例如A1、B0、 C0)来表征。这些参数可以通过对磁圆二色性曲线的适当数学处理得到。参数的数值和正负符号提供的信息，对于分子光谱的指认和分子电子结构（特别是前线分子轨道的性质）的研究很有用处。例如A1≠0，表明基态或激发态是简并的；C0≠0，表明基态是简并的；A1＝C0，则表明只有基态是简并的；A1≠0，C0＝0，则可肯定激发态是简并的。B0较大，表示在基态或激发态的近邻有可被混合的能级；A项和C项的符号还可用来区别不同的跃迁。若基态是非简并的或者它的磁矩是已知的，则从A1可求出激发态的磁矩。根据电子结构特征还可间接得到分子几何构型（见分子的构型）的信息。

与磁圆二色性谱密切相关的是磁致圆偏振荧光谱，它产生的机理与磁圆二色性谱相同，只不过它与自发辐射过程有关，而磁圆二色性谱则与光的吸收过程有关。