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磁性圆二色性与普通圆二色性有什么区别,为什​​么这两种现象会有不同的物理机制?

Moonshot回答

磁性圆二色性(Magnetic Circular Dichroism, MCD)和普通圆二色性(Circular Dichroism, CD)都是涉及圆偏振光的二色性现象,但它们有着不同的物理机制。

普通圆二色性(CD)是由分子的电子振荡引起的,分子的振荡是由光的电场和磁场驱动的。其中一个圆偏振的影响是同相的,而另一个圆偏振的影响是异相的。这种现象在19世纪上半叶被让-巴蒂斯特·毕奥(Jean-Baptiste Biot)首次观察到。CD现象是由分子的不对称性引起的,特别是分子的手性中心,导致左旋和右旋圆偏振光的吸收不同。

而磁性圆二色性(MCD)涉及到强磁场下电子跃迁到不同的激发态。当材料具有磁性圆二色性质时,这些激发态对左旋和右旋圆极化光的吸收是不同的。MCD现象是由材料的磁性质引起的,特别是电子的轨道和自旋磁矩与外部磁场的相互作用。1930年开始磁性圆二色性的研究,当时发展磁光效应在吸收带外的转动理论,想把理论延伸到磁性圆二色性。

总结来说,普通圆二色性主要与分子的电子振荡和分子手性有关,而磁性圆二色性则涉及到强磁场下电子跃迁和材料的磁性质。这两种现象的不同物理机制导致了它们在应用和研究领域的差异。例如,CD常用于研究生物大分子和手性分子的结构,而MCD则可用于研究材料的磁性和电子结构。

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