156191. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és készülék abszorbeáló anyagok mágneses cirkuláris dikroizmusának vizsgálatára
3 156191 4 roiztmuis spektrumának mérésére és felrajzolására alkalmas a hullámhossz függvényében. Ez lényegileg a következő újszerű módszeren alapul. Valamely anyagnál, amelyen monokromatikus fény halad ált, az abszorpciót a következő általános törvény definiálja: <1) 0 = 0O .1O-D Ebben az összefüggésben 0 jelöli a kilépő fényáramot, 0O a belépő fényáramot és D az optikai sűrűséget (amely decimális alapon van kifejezve). A 10~D értéket szokásosan „áteresztés"-nek ineveziik. Ha az anyagot mágnestér hatásának teszik ki, amely párhuzamos a fény áthaladási útjával és amelynek H értéke van, az optikai sűrűség D értéke nein változik, ha a fény nincs polarizálva. Ha ezzel szemben cirkulárisan polarizált fényt alkalmaznak, az optikai sűrűség összefüggése jobbra cirkulárisan polarizált fénynél: (2) Dr = D ro + 7t .H míg balra cirkulárisan polarizált fénynél (3) D1 = D 10 + ^-H Ezekben az egyenletekben a p. olyan együttható, amely a mágneses cirkuláris dikroizrnust jellemzi és függ az anyag tulajdonságaitól, valamint az alkalmazott monokromatikus fény hullámhosszától, míg Dr0 és Dio a jobbra cirkulárisan polarizált fény, illetőleg balra cirkulárisan polarizált fény optikai sűrűségét jelzi, ha 'mágnestér nincs jelen. Optikailag aktív anyagoknál, azaz olyan anyagoknál, amelyek természetes dikroizmussal rendelkeznek, a Dr <> és Dio értékek különbözők, míg -minden más anyagnál a két érték egyenlő. A ju-H érték mindenkor igen kicsiny és ez a körülmény különösen megnehezíti a közvetlen mérést és bonyolult és nehézkes készülék elrendezést eredményezne. Ha az alkalmazott tmágnestér a találmány egyik jellemzőjeként konstans amplitúdójú váltakozó tér, amelynek alakja például a következő : (4) H = H0 -sin»t, akkor az optikai sűrűség, például a Dr sűrűség (ahol a megfontolások és képletek az előjeltől eltekintve azonosak lennének, ha balra cirkulárisan polarizált fényt alkalmaznánk és ebben az esetben Dr helyett Di volna helyettesítendő) a következő függvény szerint változik : (5) Dr = Dro +'/i-Ho-sin a>t, úgyhogy a kilépő fényáramot a következő öszszefüggéssel lehet kifejezni: <6) 0 = 0o -'lO-i( D rű + iiU ,.H o .sinwt) ha az (5) egyenletben adott Dr kifejezést az (1) egyenletbe helyettesítjük. 5 Minthogy a /t-H tag igen kicsiny a Dro értékhez képest, ezért az exponenciális függvényt korlátos sorba lehet fejteni: 10 (7) 10-( D ro +/fH,,.siin<at)Rí l(T D r0 .(l— ~^— lu log e •sin<wt), ahol e a természetes logaritmus alapszáma. A mérés céljára a 0 fényáramot érzékelőre 1E* vezetjük, amely azt villamos jellé alakítja át. Ezen jel feszültsége o érzékenységű érzékelőnél a következő alakú: 20 (8) v=a-0o-lO~D ro-(l ^—^-sincat) log e és önmagától két komponensre bomlik, nevezetesen Vg egyenfeszültség komponensre és Vu, váltakozó feszültség komponensre: (9) Vg = o-0o -l(T D ,-o és 30 (10) vw = — o • 0 o • 10~D ro • -l ^—?- • sin cot log e A váltakozó komponenst az egyenkomponenstől olyan összeköttetéssel lehet könnyen 35 leválasztani, .amely az egyenikomponenst nem viszi át ós azután igen stabil G erősítési tényezőjű erősítőben felerősítve, végül a mágnestér frekvenciájával rendelkező, tehát <*> körfrekvenciájú szinkromdetektorral egyenirányít-40 ható. Ezen intézkedés által olyan mérőfeszültséget kapunk, amelyet a következő összefüggés fejez ki: (11) Vr = K.G.o.-0 o .lO-*> ro -'J^ 45 log e ahol K a detektor kapcsolás által bevezetett ismert konstans. Ennek az egyenirányított feszültségnek a 50 |U-H0 érték előjelétől és a szinfcrandetektorra vezetett váltakozó feszültségnek és a vizsgált anyagra helyezett imágnestér változásának kölcsönös fázishelyzetétől függően pozitív vagy negatív polaritása lehet. Továbbá azáltal, hogy 55 szinlkrondetektort használunk, ez az egyenirányított feszültség lényegileg minden zavaró jeltől mentes, különösen a vevő háttérzajától. A (11) egyenletben a K, G, H„ és log e tényezőik konstansok, amelyek az alkalmazott 60 monokraimotikus fény hullámhosszától függetlenek. A a és 0o tényezők, valamint a 10-D átvitel (azaz ennek különleges értéke a jobbra cirkulárisan polarizált, vagy balra cirkulárisan polarizált fény számára) ismeretlenek és a 65 hullámhossz függvényében változnak. Ha mág-2
