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日证明水具有普克尔斯效应

发布日期:2008-07-24 作者:      来源:科技日报     
 生活中,当我们向装着水的杯子底部看时,就会觉得水好像变浅了,这是因为光在水中产生了折射的缘故。近日,东京理工大学和电气通信大学的研究小组通过通入电压的方式,成功地使光在水中的折射率发生大幅度改变,证实了水也具有“普克尔斯效应”。这项研究成果今后可能被应用于光通信领域。东京理工大学网站报道了这一消息。
 
  在向结晶体施加电压时,根据正负电压的变化,光的折射率发生改变,从而使光的行进方向也发生改变,这种现象被称作“普克尔斯效应”。以往的试验已经证明,当水分子处于单体状态时,可以发生普克尔斯效应,但是在像水这样的液体中,由于水分子以任意方向聚集在一起,单体水分子的普克尔斯效应就会消失,因此水究竟能不能产生普克尔斯效应,如果能产生,效果如何,一直不为人所知。
 
  日本研究人员认为,在插入水中的电极表面数纳米的范围内,当加入电压时水中将有可能出现普克尔斯效应,因此他们以此为着眼点展开了研究。他们将透明的电极放入水中,再让光线照射电极,观察其反射和透过电极的模式。结果显示,当电极中通入正伏电压时,电极表面的水的折射率发生了变化。从变化量上科学家计算出这时水折射率变小了,只有1.33至1.23,而当通入负伏电压时,水的折射率则会变大,增加为1.43。从这项试验可以看出,通过通入正负伏电压的方法也可以使水产生普克尔斯效应,而且效果要比结晶物质高上10至20倍。
 
  据介绍,利用普克尔斯效应,可以将电信号转化为光信号,而普克尔斯效应越大,转化效率也越高。目前在光电子领域,科学家一直在使用结晶体作为光电转化物,但结晶体的光电转化效率并不高,因此科学家一直在寻找具有巨大普克尔斯效应的物质。因此对水的这种高效普克尔斯效应特性的发现,将在推动寻找新型光电转化物方面起到至关重要的作用。

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