日證明水具有普克爾斯效應(yīng)

生活中，當(dāng)我們向裝著水的杯子底部看時(shí)，就會(huì)覺(jué)得水好像變淺了，這是因?yàn)楣庠谒挟a(chǎn)生了折射的緣故。近日，東京理工大學(xué)和電氣通信大學(xué)的研究小組通過(guò)通入電壓的方式，成功地使光在水中的折射率發(fā)生大幅度改變，證實(shí)了水也具有“普克爾斯效應(yīng)”。這項(xiàng)研究成果今后可能被應(yīng)用于光通信領(lǐng)域。東京理工大學(xué)網(wǎng)站報(bào)道了這一消息。

　　在向結(jié)晶體施加電壓時(shí)，根據(jù)正負(fù)電壓的變化，光的折射率發(fā)生改變，從而使光的行進(jìn)方向也發(fā)生改變，這種現(xiàn)象被稱(chēng)作“普克爾斯效應(yīng)”。以往的試驗(yàn)已經(jīng)證明，當(dāng)水分子處于單體狀態(tài)時(shí)，可以發(fā)生普克爾斯效應(yīng)，但是在像水這樣的液體中，由于水分子以任意方向聚集在一起，單體水分子的普克爾斯效應(yīng)就會(huì)消失，因此水究竟能不能產(chǎn)生普克爾斯效應(yīng)，如果能產(chǎn)生，效果如何，一直不為人所知。

　　日本研究人員認(rèn)為，在插入水中的電極表面數(shù)納米的范圍內(nèi)，當(dāng)加入電壓時(shí)水中將有可能出現(xiàn)普克爾斯效應(yīng)，因此他們以此為著眼點(diǎn)展開(kāi)了研究。他們將透明的電極放入水中，再讓光線照射電極，觀察其反射和透過(guò)電極的模式。結(jié)果顯示，當(dāng)電極中通入正伏電壓時(shí)，電極表面的水的折射率發(fā)生了變化。從變化量上科學(xué)家計(jì)算出這時(shí)水折射率變小了，只有1.33至1.23，而當(dāng)通入負(fù)伏電壓時(shí)，水的折射率則會(huì)變大，增加為1.43。從這項(xiàng)試驗(yàn)可以看出，通過(guò)通入正負(fù)伏電壓的方法也可以使水產(chǎn)生普克爾斯效應(yīng)，而且效果要比結(jié)晶物質(zhì)高上10至20倍。

　　據(jù)介紹，利用普克爾斯效應(yīng)，可以將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，而普克爾斯效應(yīng)越大，轉(zhuǎn)化效率也越高。目前在光電子領(lǐng)域，科學(xué)家一直在使用結(jié)晶體作為光電轉(zhuǎn)化物，但結(jié)晶體的光電轉(zhuǎn)化效率并不高，因此科學(xué)家一直在尋找具有巨大普克爾斯效應(yīng)的物質(zhì)。因此對(duì)水的這種高效普克爾斯效應(yīng)特性的發(fā)現(xiàn)，將在推動(dòng)尋找新型光電轉(zhuǎn)化物方面起到至關(guān)重要的作用。
（科技日?qǐng)?bào)）