分子光散射与光学活性(原书第2版)9787030774873
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作者(英)L. D.巴伦(L. D. Barron)著
出版社科学出版社
ISBN9787030774873
出版时间2023-12
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定价198元
货号14853986
上书时间2024-12-23
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目录
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译者序
第二版序
第一版序
第1章 光学活性现象的历史回顾 1
1.1 引言 1
1.2 天然旋光性和圆二色性 1
1.3 磁旋光性和磁圆二色性 8
1.4 光学活性物质的光散射 11
1.5 振动光学活性 13
1.6 X射线光学活性 16
1.7 磁手性现象 17
1.8 Kerr效应和Cotton-Mouton效应 18
1.9 对称性与光学活性 19
1.9.1 空间对称性与光学活性 19
1.9.2 反演对称性及其物理学定律 22
1.9.3 反演对称性与旋光性 26
1.9.4 光散射中的反演对称性和光学活性 29
1.9.5 与运动相关的对映异构体：真假手性 31
1.9.6 对称性破缺：宇称守恒和时间反演不变性的坍塌 34
1.9.7 手性与相对论 39
1.9.8 二维手性 40
第2章 电场和磁场中的分子 42
2.1 引言 42
2.2 电磁波 42
2.2.1 麦克斯韦方程组 42
2.2.2 平面单色波 44
2.2.3 力和能量 45
2.2.4 标量势和矢量势 46
2.3 偏振光 48
2.3.1 纯偏振 48
2.3.2 部分偏振 51
2.4 电多极矩和磁多极矩 54
2.4.1 电多极矩 54
2.4.2 磁多极矩 56
2.4.3 定态电多极场 57
2.4.4 永磁多极场 58
2.4.5 动态电磁多极场 59
2.5 电场和磁场中电荷和电流的能量 63
2.5.1 静电场中的电多极矩和磁多极矩 64
2.5.2 动态场中的电多极矩和磁多极矩 66
2.6 电场和磁场中的分子 68
2.6.1 静场中的分子 69
2.6.2 辐射场中的分子 71
2.6.3 处于吸收频率下的辐射场中的分子 77
2.6.4 Kramers-Kronig关系 80
2.6.5 定态近似下的动态分子性质张量 83
2.7 当其他微扰存在时辐射场中的分子 84
2.8 分子跃迁张量 88
2.8.1 拉曼跃迁极化率 88
2.8.2 绝热近似 93
2.8.3 在Placzek近似中的振动拉曼跃迁张量 95
2.8.4 振动相互作用：Herzberg-Teller近似 99
第3章 分子的偏振光散射 101
3.1 引言 101
3.2 分子光散射 101
3.3 分子诱导振荡多极矩辐射 103
3.4 透射光中的偏振现象 104
3.4.1 光散射引起的折射 104
3.4.2 偏振光的折射散射 105
3.4.3 简单吸收 110
3.4.4 线二色和双折射（Kerr效应） 111
3.4.5 电场梯度诱导双折射：分子电四极矩的测试和原点不变性问题 113
3.4.6 天然旋光性和圆二色性 116
3.4.7 磁旋光性和磁圆二色性 119
3.4.8 磁手性双折射和二色性 121
3.4.9 单向（回旋）双折射 122
3.4.10 Jones双折射 123
3.4.11 电旋光性和圆二色性 124
3.5 瑞利散射光和拉曼散射光的偏振现象 124
3.5.1 偏振光的非折射散射 124
3.5.2 对称散射 127
3.5.3 反对称散射 130
3.5.4 天然瑞利和拉曼光学活性 132
3.5.5 磁瑞利和磁拉曼光学活性 135
3.5.6 电瑞利和电拉曼光学活性 139
第4章 对称性与光学活性 140
4.1 引言 140
4.2 笛卡儿张量 140
4.2.1 标量、矢量和张量 140
4.2.2 轴的旋转 143
4.2.3 极张量和轴张量 146
4.2.4 单位张量的一些代数 148
4.2.5 张量分量的各向同性平均 149
4.2.6 主轴 153
4.3 量子力学中的反演对称性 154
4.3.1 空间反演 154
4.3.2 时间反演 158
4.3.3 光学活性观测量的宇称时间反演分类 165
4.3.4 光学对映异构体、二态体系和宇称破缺 170
4.3.5 对称性破缺和对称性破坏 174
4.3.6 CP破坏和分子物理学 176
4.4 分子性质张量的对称性分类 177
4.4.1 极张量和轴张量，偶时张量和奇时张量 177
4.4.2 Neumann原理 178
4.4.3 分子的性质张量和跃迁张量的时间反演和置换对称性 179
4.4.4 分子性质张量的空间对称性 183
4.4.5 不可约笛卡儿张量 193
4.4.6 不可约球张量算符的矩阵元 196
4.5 置换对称性和手性 200
4.5.1 手性函数 200
4.5.2 置换群和对称群 203
4.5.3 手性函数：定性完备性 207
4.5.4 手性函数：显式形式 209
4.5.5 活性配体和非活性配体的划分：手性数 211
4.5.6 同手性 213
4.5.7 手性函数：结束语 215
第5章 天然电子光学活性 217
5.1 引言 217
5.2 天然旋光性和圆二色性的普遍特性 217
5.2.1 基本方程 217
5.2.2 基于圆差折射的旋光性和圆二色性 218
5.2.3 实验物理量 221
5.2.4 求和规则 223
5.3 分子中天然光学活性的产生 224
5.3.1 定态耦合模型 226
5.3.2 动态耦合模型 227
5.3.3 激子耦合（简并耦合振子模型） 236
5.4 举例说明 240
5.4.1 羰基生色团和八区规则 240
5.4.2 Co3+生色团：可见、近紫外和X射线圆二色性 245
5.4.3 有限螺旋：六螺烯 248
5.5 圆二色光谱中的振动结构 251
5.5.1 概述 251
5.5.2 振动微扰旋光强度 251
5.5.3 羰基生色团 253
第6章 磁电子光学活性 256
6.1 引言 256
6.2 磁旋光性和圆二色性的普遍特性 256
6.2.1 基本方程 256
6.2.2 法拉第A项、B项和C项的说明 258
6.3 举例说明 260
6.3.1 卟啉 260
6.3.2 在 中的电荷转移跃迁 264
6.3.3 分子内扰动对磁光学活性的影响：羰基生色团 267
6.4 磁手性双折射和磁手性二色性 269
第7章 天然振动光学活性 272
7.1 引言 272
7.2 天然振动旋光性和圆二色性 272
7.2.1 基本公式 272
7.2.2 固定部分电荷模式 273
7.2.3 键偶极模型 276
7.2.4 振动圆二色的微扰理论 279
7.3 天然振动拉曼光学活性 281
7.3.1 基本公式 281
7.3.2 实验量 284
7.3.3 透射光和散射光下的光学活性 287
7.3.4 瑞利光学活性的双基团模型 288
7.3.5 拉曼光学活性的键极化模型 293
7.3.6 前散射、背散射和90°散射的键极化模型 296
7.4 键偶极和键极化模型在简单手性结构中的应用 297
7.4.1 简单的双基团结构 298
7.4.2 受阻单叶螺旋桨中的甲基扭转 302
7.4.3 固有基团光学活性张量 308
7.5 耦合模型 312
7.6 生物分子的拉曼光学活性 313
第8章 反对称散射和磁拉曼光学活性 317
8.1 引言 317
8.2 对称性讨论 318
8.3 振动拉曼跃迁张量的振动扩展 319
8.4 反对称散射 323
8.4.1 零级Herzberg-Teller近似中的反对称跃迁张量 323
8.4.2 钠原子共振瑞利散射 324
8.4.3 六卤化铱（Ⅳ）在接近对称振动中的共振拉曼散射 328
8.4.4 通过振动耦合产生的反对称跃迁张量 330
8.4.5 卟啉的共振拉曼散射 332
8.5 磁瑞利光学活性和磁拉曼光学活性 336
8.5.1 基本方程 336
8.5.2 钠原子的共振瑞利散射 337
8.5.3 和 中的振动共振拉曼散射：自旋翻转跃迁和拉曼电子
顺磁共振 340
8.5.4 双环辛四烯合铀的电子共振拉曼散射 343
8.5.5 卟啉的共振拉曼散射 345
参考文献 349
内容摘要
本书利用经典和量子方法，结合对称原理，给出了与分子散射偏振光问题相关的各种光学活性及有关现象的理论推导。不仅介绍了与电子跃迁相关的、常见的紫外可见区域光学活性和圆二色性的内容，还介绍了与振动跃迁相关的红外及拉曼探测技术相关的光学活性新课题。通过讨论光学活性和手性在从基本粒子的物性到病毒的结构等方面的应用，指出相关课题在现代科学中的重要性。物理学家和生命科学家必将对该领域产生浓厚兴趣。
精彩内容
本书利用经典和量子方法，结合对称原理，给出了与分子散射偏振光问题相关的各种光学活性及有关现象的理论推导。不仅介绍了与电子跃迁相关的、常见的紫外可见区域光学活性和圆二色性的内容，还介绍了与振动跃迁相关的红外及拉曼探测技术相关的光学活性新课题。通过讨论光学活性和手性在从基本粒子的物性到病毒的结构等方面的应用，指出相关课题在现代科学中的重要性。物理学家和生命科学家必将对该领域产生浓厚兴趣。
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