《表3 水分子弛豫时间与水合离子层数关系Table 3Relaxation time of w ater molecules w ith number of hydrated ion layers》下

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《冻结土壤介电常数混合模型机理研究》

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将介质放入外加电场中，介质的分子在电场中会发生极化现象，撤去外加电场后，介质中电荷分布将通过一段时间后变为初始状态，这个恢复过程被称为松弛过程，恢复时间为弛豫时间。介质受极化的能力越强，介电常数就越大，弛豫时间越短。表3为Boyarskii通过实验得出结合水分子层的弛豫时间随着其层数的变化，其中第1层结合水分子层的弛豫时间大约为其他分子层的10多倍。其原因在于第1层结合水分子层（内层）作用力为范德瓦尔斯力，除第1层之外的其他层（外层）作用力为静电力。根据弛豫时间与介电常数的关系及结合水分子层弛豫时间可得出以下结论:外层结合水的介电常数实部大约为内层结合水介电常数的几倍。因为外层为离子溶液，可用盐溶液的介电常数表示（实部约为40~70），第1层结合水分子层介电常数数值近似于冰的介电常数，这与本文计算结合水介电常数时的假设基本吻合。本文采用的Stern层厚度为1个水合离子层，正好对应表3的第1层结合水分子层；Gouy层为外层，介电常数用盐溶液的介电常数表示。