[发明专利]一种基于微波扫频的液态分子半径测量方法

说明书

技术领域

本发明属于测试测量领域，具体涉及一种基于微波扫频的液态分子半径测量方法。 

背景技术

一个分子大小的数量级是一个非常微小的尺寸，能够找到一种简便有效的方法测出分子的大小，从而对分子的数量级有一个清楚的认识是很有意义的。 

目前，国内外有关测量分子半径的方法主要有两种：第一种是中学物理常见的油膜法；第二种是根据爱因斯坦理论，利用溶液中溶质分子的大小与溶液和纯溶剂中的内摩擦系数的关系来求得液态分子半径的大小。第一种方法对操作细节要求比较高，如溶液的配制、一滴溶液体积的测量、撒粉的厚度及均匀程度的把握等，操作规程步骤繁、难度大，因而成功率比较低。第二种方法由于液体的内摩擦系数受温度的影响较大，但其并没有准确说明对温度的关系如何。 

发明内容

本发明旨在解决现有测量方法中液态分子半径测量操作步骤繁琐、测量精度低的问题，提供一种能够有效提高测量精度的基于微波扫频的液态分子半径测量方法。 

本发明提出的基于微波扫频的液态分子半径测量方法是根据德拜理论得到的，由德拜理论可知，介电常数具有复数形式，其虚数部分称为损耗因子，一定频率的电磁波透过待测液体时其介质损耗最大时对应的条件是ωτ＝1，其中τ为液体的极化弛豫时间。据此，基于微波扫频的方法确定待测液体的最佳吸收频率点后便可得到液体的极化弛豫时间。最后，根据液体的弛豫时间与液体分子半径之间的关系即可得到待测液体的分子半径。 

根据德拜理论求得液体的分子半径是一种比较新颖的方法，目前没有发现于此类似的方法。 

与现有技术相比，本发明具有以下优点： 

本发明通过微波扫频的方法确定待测液体的最佳吸收频率点，并根据德拜理论得到待测液体的极化弛豫时间，进而得出待测液体的分子半径。解决了现有技术中操作繁琐、难度大、精度不高的问题。 

具体实施方案

下面详细说明本测量方法的具体实施方式，包括如下步骤： 

步骤一，利用矢量网络分析仪、宽频带发射天线及接收天线搭建微波扫频系统，利用该装置系统对液态物质进行扫频，确定该物质的最佳吸收频率点f； 

步骤二，根据德拜理论确定待测液体的极化弛豫时间 

德拜弛豫方程如下式所示： 

ϵr′(ω)=ϵ∞+(ϵs-ϵ∞)11+ω2τ2]]>