水的电磁辐射吸收
软凝聚态物质
2017-12-20 v3 无序系统与神经网络
摘要
微波炉为何能工作？生物组织如何吸收电磁辐射？令人惊讶的是，我们对这些简单问题并没有明确的答案，因为控制水吸收电磁波的微观过程在很大程度上尚未阐明。这种吸收可以通过介电损耗谱来量化，该谱在激发电场的频率约20 GHz处揭示出一个巨大的峰，并向更高频率逐渐拖尾。对此类谱的微观解释存在很大争议，人们提出了归因于单分子或分子团簇运动的各种弛豫和共振过程的叠加来进行分析。通过结合介电、微波、太赫兹和远红外光谱，我们在此提供了近乎连续的温度依赖宽带水谱。此外，我们发现水溶液的相应谱显示出与纯水相同的特征。然而，与后者不同的是，这些溶液中的结晶可以通过过冷来避免。由于不同的谱贡献在低温下趋于解缠，这使得在冷却接近玻璃化转变时能够对它们进行解卷积。我们发现，包括20 GHz特征（用于微波加热）在内的整体谱发展，与已知的普通过冷液体行为非常相似。因此，水在室温下对电磁波的吸收并非不寻常，而是与玻璃形成液体在高温、低粘度液体区域深处的吸收非常相似，并应沿着类似的思路进行解释。
引用
@article{arxiv.1612.01457,
title = {Electromagnetic-radiation absorption of water},
author = {P. Lunkenheimer and S. Emmert and R. Gulich and M. Köhler and M. Wolf and M. Schwab and A. Loidl},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.01457},
year = {2017}
}
备注
10 pages, 6 figures, final version as accepted for publication