日證明水具有普克爾斯效應

生活中，當我們向裝著水的杯子底部看時，就會覺得水好像變淺了，這是因為光在水中產生了折射的緣故。近日，東京理工大學和電氣通信大學的研究小組通過通入電壓的方式，成功地使光在水中的折射率發生大幅度改變，證實了水也具有“普克爾斯效應”。這項研究成果今后可能被應用于光通信領域。東京理工大學網站報道了這一消息。

　　在向結晶體施加電壓時，根據正負電壓的變化，光的折射率發生改變，從而使光的行進方向也發生改變，這種現象被稱作“普克爾斯效應”。以往的試驗已經證明，當水分子處于單體狀態時，可以發生普克爾斯效應，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就會消失，因此水究竟能不能產生普克爾斯效應，如果能產生，效果如何，一直不為人所知。

　　日本研究人員認為，在插入水中的電極表面數納米的范圍內，當加入電壓時水中將有可能出現普克爾斯效應，因此他們以此為著眼點展開了研究。他們將透明的電極放入水中，再讓光線照射電極，觀察其反射和透過電極的模式。結果顯示，當電極中通入正伏電壓時，電極表面的水的折射率發生了變化。從變化量上科學家計算出這時水折射率變小了，只有1.33至1.23，而當通入負伏電壓時，水的折射率則會變大，增加為1.43。從這項試驗可以看出，通過通入正負伏電壓的方法也可以使水產生普克爾斯效應，而且效果要比結晶物質高上10至20倍。

　　據介紹，利用普克爾斯效應，可以將電信號轉化為光信號，而普克爾斯效應越大，轉化效率也越高。目前在光電子領域，科學家一直在使用結晶體作為光電轉化物，但結晶體的光電轉化效率并不高，因此科學家一直在尋找具有巨大普克爾斯效應的物質。因此對水的這種高效普克爾斯效應特性的發現，將在推動尋找新型光電轉化物方面起到至關重要的作用。
（科技日報）