химический каталог




Биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

тельно недавно эффект Фарадея — МАГНИТНОЕ ОПТИЧЕСКОЕ ВРАЩЕНИЕ (MOB) и МАГНИТНЫЙ КРУГОВОЙ ДИХРОИЗМ (МКД) — нашли важные применения в молекулярной биофизике.

Угол вращения ф, выраженный формулой (5.14), пропорционален напряженности магнитного поля Н (ФОРМУЛА БЕККЕРЕЛЯ):

Ф = -f Ы - ND) 1 = ПН, (5.45)

(5.4G)

(5.47)

(5.48)

(5.49)

'Т — константа магнитного вращения (ПОСТОЯННАЯ ВЕРДЁ). В классической электронной теории эффект Фарадея сводится к ЭФФЕКТУ ЗЕЕМАНА. Электрон, рассматриваемый как гармонический осциллятор, колеблется в отсутствие магнитного поля с круговой частотой соо- В магнитном поле, направленном вдоль луча света, спектральная линия с частотой о)0 расщепляется на две, поляризованные но кругу влево и вправо. Величина расщепления равна 2\О)Н\, где (ОН — круговая частота ЛАРМОРОВОЙ ПРЕЦЕССИИ

о)н = — ЕН/(2ТЕС)

(Е, ТЕ — заряд и масса электрона, с — скорость света). Круговое двулучепреломление выражается величиной

или

где Я — длина волны света. Следовательно,

ЕЯ * / ДП \ ,

LMEC \0А J Н^0

(5.50)

и

ifo I ДП \

Мы получили формулу Беккереля (5.45). Она грубо согласуется 'С опытом в области, далекой от полос поглощения, для диамагнитных веществ.

Подлинная теория эффекта может быть только квантовомеха-нической. Под влиянием магнитного поля происходит несколько гявлений. Во-первых, расщепляется основной энергетический уровень электронной системы — вместо о>0 имеем (оь = <о0 — Ч»Н и н/Н. Во-вторых, у правой и левой волн возникают различные вероятности перехода", т. е. коэффициенты поглощения et = e(l + b#) и eD = e(l — ЬН). В-третьих, расщепляются и возбужденные уровни: соь — со0 — Ъ^у «о = со0 + -4- f еЯ. Если молекулы парамагнитны, то поле Я изменяет населенности подуровней основного уровня — различие в населенно-стях дает множители 1 и 1 — 2^0Н/кТ. Получаем (fix) — функция от х)

eL = е(1 + bH)f {« -(?»+ b)Hh

(5.51)

eD = е (1 - ЬЯ)/{ю + (ч„ 4- f,)Я} (1 - 2ЬН/кТ)

и, разлагая Де в ряд по Я и ограничиваясь линейными членами, находим

.д8 = 2еЯ (- (у, + Уе)^+ (ь + ??)/ («)}- л0 + 4 + 5 +

(5.52)

Возникновение MOB и МКД иллюстрируется рис. 5.21. В отсутствие магнитного поля (рис. 5.21, а) имеются два электронных перехода с невырожденного основного уровня Е0 на дважды вырожденный возбужденный уровень Е,. Частоты переходов, отвечающие правой и левой волнам, и соответствующие показатели преломления и поглощения совпадают и пь(ы) = re»(ft>) и 8ь((й) = = е0((й). (Кривые rcD(co) и е»(со) для удобства показаны с обратным знаком.) Рис. 5.21, б объясняет возникновение эффекта -типа Ле, являющегося результатом расщепления возбужденпого уровня Ее. Кривые /?L((o) и гс0(со) (и, соответственно, 8L(«) и: •^о(о))) симметрично смещаются, возникает симметричная кривая Arc (го) в MOB и асимметричная кривая Де(со) в МКД. Наконец, эффект типа С (рис. 5.21, в) появляется в результате вырождения основного состояния Ей, снятия вырождения магнитным полем и появления разности населенности подуровней в соответствии с законом Больцмана. Эффекты типа С асимметричны в MOB и симметричны в МКД.

11 М. В. Еолькенштейя

Строгая квантовомехапическая теория дает в области собственного поглощения удельное вращение

«(0 ->-/) = — - ? —э-— - — А. +

* 1. А [(©} - «7 + Ш ГЛ2

СО2 («О» - «О2) (СО* - (О2)2 -J- ©2Г2

(В,. + Сук!) Н, (5.53>

где ©j = ©о;, Л7! — число молекул в единице объема и (для изотропной среды)4» = V« К ~ MOO)1Ш (POJPJO).

m ?

(5.54)

Формула (5.53) переходит в выражение для вклада перехода 0 -*- / во вращение вдали ох области поглощения, если положить в ней Г;- = 0. МКД

описывается удельной эллиптич50

ностью 0(0 /) =

4Я7УХ

4ШУШ3(Й)2-Ш2^Г,

НЕ

со31\50 Ъ

+

" ~ 2

(5.55)100

Эффект Фа радея никак не связан с естественной оптической активностью — он наблюдается в веществах, построенных как из хиральных, так и нехиральных молекул. При вторичном прохождении луча света, отраженного от зеркала, через оптически активное вещество вращение компенсируется и исчезает, а эффект Фа-радея удваивается.

Экспериментальное наблюдение аномальной дисперсии магнитного вращения (АДМВ) и МКД с успехом проводится на системах с сильным магнитным вращением при относительно малом поглощении. Таковы, в частности, порфириновые соединения — гемсодсржащие белки, хлорофилл и т. д. Эффект пропорционален //, поэтому он особенно велик в магнитных полях, создаваемых сверхпроводниками и достигающих 50 ООО Гс и более. В обычных условиях удается получать поля до 20—30 тыс. Гс, Относительные значения МКД различных органических соединений характеризуются следующими величинами: для порфи^ ринов ~100, аннуленов ~3Т пуринов ~0,2, циклогексанона ~0,00002. Эффект Фарадея для гемсодержащих белков сильно зависит от электронных состояний гема и конформаций белка. На рис. 5.22 показаны кривые АДМВ и спектры поглощения натив-ного окисленного (ферри-) и восстановленного (ферро-) цитохро-ма с. Хорошо видна тонкая структура MOB феррицитохрома

страница 62
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Биофизика" (6.44Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
лесное озеро коттеджи подмосковье
индивидуальное хранение на складе
шкаф управления вентилятором шупч-30т цена
светодиодные домовые указатель

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(27.04.2017)