水分子结构与水对电磁波传播的影响可以讨论如下:
水分子的基本结构就是它存在着两个OH键,以及大量的氢键。
OH的对称振动(v1)和反对称振动(v3)会形成一个泛频振动(v1+ 3v3)。这个振动的特征吸收峰是在698
nm处。水的吸收区从700nm一直延伸到更长的波长段。
这意味着什么呢?这意味着红光被水分子“吃掉了”。水分子对红光吸收的结果不是使红光的穿透力更强,而是正相反,红光对水的穿透力最弱。蓝光对水的穿透的结果是水面以下是蓝光的世界,大家看到的海洋和一些青藏、新疆的高原湖水就成了蓝色。
蓝光穿透力强的另一个结果,就是蓝绿激光可用于水下通信。红光不能穿透海水,而蓝光能够穿透,所以水面船只可以通过蓝绿激光和遨游四海的潜水艇进行秘密联络。
无线电波波长比可见光波长长得太多。在这么长的波长下,分子的长度和电磁波的波长已经没有可比性。在这种情况下,已经不能用分子这样小的结构来讨论吸收。电磁波的传播和吸收不是单个的分子的作用,而是作为一个物体的连续整体在起作用。换句话说,已经不能从微观世界,而是必须回到宏观世界来讨论了。所以水对短波、长波的吸收都是水作为一种连续的物理介质来讨论比较有意义。
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