Introduzione alla cella Kerr
La cella Kerr è un dispositivo ottico che viene utilizzato per misurare l’intensità di un campo magnetico. Il suo nome deriva dal fisico scozzese John Kerr, che per primo descrisse l’effetto elettroottico alla base del funzionamento della cella.
La cella Kerr è costituita da un fluido elettroottico (tipicamente un liquido a base di nitrobenzene) racchiuso tra due superfici parallele di vetro. Quando un campo magnetico viene applicato al fluido, questo si polarizza e si verifica una rotazione del piano di polarizzazione della luce che lo attraversa.
La cella Kerr è stata sviluppata inizialmente per misurare campi magnetici di intensità moderata, ma oggi viene impiegata anche in applicazioni di alta precisione, come la misura del campo magnetico terrestre.
Principi di funzionamento della cella Kerr
Il principio di funzionamento della cella Kerr si basa sull’effetto elettroottico, ovvero la capacità di un materiale di polarizzarsi in presenza di un campo elettrico. Nella cella Kerr, il campo magnetico applicato induce una polarizzazione nel fluido elettroottico, che a sua volta produce una rotazione del piano di polarizzazione della luce.
La rotazione del piano di polarizzazione dipende dall’intensità del campo magnetico applicato e dalla lunghezza d’onda della luce che attraversa la cella. La cella Kerr può essere calibrata in modo da fornire una misura precisa del campo magnetico in funzione della rotazione del piano di polarizzazione.
Applicazioni della cella Kerr
La cella Kerr viene utilizzata in varie applicazioni, tra cui la misura del campo magnetico terrestre, la magnetometria per la caratterizzazione di materiali magnetici, la rilevazione di correnti elettriche e la misura dell’intensità di campi magnetici in laboratorio.
La cella Kerr è inoltre utilizzata in campo biomedico per la misura di campi magnetici generati da organismi viventi, come il cuore e il cervello. Grazie alla sua sensibilità e precisione, la cella Kerr è uno strumento di grande utilità in molti campi della scienza e dell’ingegneria.
Esempi di utilizzo della cella Kerr
Un esempio di utilizzo della cella Kerr è la misura del campo magnetico generato da un’onda cerebrale (EEG). In questo caso, la cella Kerr viene posizionata sulla superficie del cranio e la rotazione del piano di polarizzazione della luce viene misurata in funzione del campo magnetico generato dall’attività cerebrale.
Un altro esempio di utilizzo della cella Kerr è la misura del campo magnetico di un materiale magnetico. In questo caso, la cella Kerr viene posizionata vicino al campione da analizzare e la rotazione del piano di polarizzazione della luce viene misurata in funzione dell’intensità del campo magnetico generato dal campione.
La cella Kerr viene anche utilizzata per la rilevazione di correnti elettriche transitorie, come quelle generate da fulmini o scariche elettrostatiche. In questo caso, la cella Kerr viene posizionata in prossimità del fenomeno da rilevare e la rotazione del piano di polarizzazione della luce viene misurata in funzione dell’intensità della corrente elettrica.
